CN218584998U - 一种声纳的水平接收阵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种声纳的水平接收阵装置，本实用新型结构简单且安装简便易于安装维护，具有密封性好且移动方便的特点，满足声纳系统设备能够在水下环境中安全且更为可靠的工作。其主要通过将接收基阵安装在接收面阵盖内侧，再把接收面阵盖通过螺钉连接在外壳上；外壳内侧连接有壳内板连接安装电路板，再将线阵后盖通过螺钉连接在外壳上，就可以有效达到密封效果。利用接收面阵盖内侧的结构，扩展了外壳内部安装空间，因此增大了接收基阵的接收面积。外壳采用铝合金材料并将其表面作硬质阳极氧化处理，使其体积小、重量轻便于灵活移动，有效提升外壳的性能。外壳与线阵后盖、接收面阵盖之间使用聚氨酯胶进行填充，进一步增强装置的整体密封性能。

Description

一种声纳的水平接收阵装置

技术领域

本实用新型涉及声纳系统的技术领域，具体涉及一种声纳的水平接收阵装置。

背景技术

声纳是利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术，也指利用这种技术对水下目标进行探测和通讯的电子设备，为水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。声纳装置一般由基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成，基阵由水声换能器按几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列行等，并且有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分。声纳的整体性能主要与声纳基阵的设计有着十分密切的关系。

当声纳设备置于深海时，由于深海中的压力高、盐度高以及沉积物较多的特性，导致现有声纳设备中的接收阵不足以满足其需求，容易出现接收的分辨率低，以及在空间方位上辨别不清的现象，致使声纳探测距离不准确。因此，亟需一种声纳的接收阵装置，能够确保设备在深海探测使用时的安全性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本实用新型的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

针对现有技术中存在的问题与不足，其目的在于提供一种声纳的水平接收阵装置，在满足传统声呐功能的基础上，开发具有拓展接收性能的平面阵，以提升系统的测向精度的声学参数。通过专用电缆连接原有水下单元的电气舱，在电气舱内通过光电转换形成光信号，最终通过海缆预留的光纤传送到岸上单元，实现目标信息的准确采集。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括外壳，所述外壳其中一侧面开设第二开口框用于连接接收面阵盖，所述接收面阵盖设计为立体结构，且其下端连接的侧板上设有多个面阵安装孔，所述面阵安装孔与所述第二开口框外侧开设的多个连接孔相对应，所述接收面阵盖内侧用于安装接收基阵，所述接收基阵由多个接收阵元组成；所述外壳另一侧面开设有第一开口框用于连接线阵后盖，所述第一开口框外侧开设多个连接孔与所述线阵后盖四周设置的后盖安装孔相对应，所述外壳内侧连接设置内壳板用于安装电路板。

本实用新型中，第一开口框位于外壳背侧面的中间位置，第二开口框位于外壳前侧面。将由多个接收阵元组成的接收基阵安装在接收面阵盖内侧，再把接收面阵盖安装在第二开口框的位置处，通过48个M4×16的内六角螺钉连接在外壳前侧面的面阵安装孔上固定。外壳内侧连接有壳内板连接安装电路板，再将线阵后盖安装在第一开口框的位置处，通过36个M4×16的内六角螺钉连接在外壳背侧面的后盖安装孔上固定，就可以有效达到外壳整体的密封效果。接收基阵通过专用电缆连接原有水下单元的电气舱，在电气舱内通过光电转换形成光信号，最后通过海缆预留的光纤传送到岸上单元，实现水下目标信息的采集。

进一步的，所述外壳顶端开设水密连接孔用于连接水密连接器。外壳的顶端开设水密连接孔旋入连接水密连接器，实现接收基阵的对外连接。水密连接器的型号选型为Seacon16芯，连接线含千兆以太网线和供电及同步线。即数据传输为千兆以太网形式，传输控制指令及阵元原始数据，其数据率为46Mbps的多通道接收系统，传输数据量大且传输速度快。

进一步的，所述线阵后盖与所述外壳连接处之间设有第一密封圈，所述接收面阵盖与所述外壳连接处之间设置有第二密封圈。第一密封圈和第二密封圈的线径均为Φ3.55。安装时，将第一密封圈卡装在外壳背侧面相应位置的卡槽内，再将线阵后盖连接固定在外壳背侧面，以加强外壳背侧面的密封及防水性能；将第二密封圈卡装在外壳前侧面相应位置的卡槽内，再将接收面阵盖连接固定在外壳前侧面，以加强外侧前侧面的密封及防水性能。

进一步的，所述接收面阵盖上设置有去耦材料，所述去耦材料为耐静水压力的高密度泡沫材料。去耦材料能够将耦合产生的能量传递减小或抵消其影响，从而提高接收换能器的电声性能。接收面阵盖上的去耦材料采用为耐静水压力4MPa以上的高密度泡沫，使得整体装置能够承受300米的工作水深，以保证设备使用时的安全性和可靠性。

进一步的，所述外壳与所述线阵后盖、接收面阵盖之间的间隙使用聚氨酯胶进行灌注和填充。聚氨酯胶是以聚氨酯橡胶及聚氨酯预聚体为主要成分的密封胶，具有高的拉伸强度、优良的弹性、耐磨性、耐油性和耐寒性。将外壳与线阵后盖以及接收面阵盖之间的间隙使用聚氨酯胶进行填充，能够进一步增强装置的整体性能，延长其使用寿命。

进一步的，所述外壳采用铝合金材料制作，且将其表面作硬质阳极氧化处理。使用的铝合金材料牌号为5083，根据铝合金材料质量轻、具有良好的导电和导热性以及耐蚀性的特点，可使整体装置的重量减轻以便于灵活移动。通过硬质阳极氧化处理提高外壳的性能，包括耐蚀性、耐磨性、耐候性、绝缘性及吸附性等。

进一步的，所述外壳的外侧还预留连接牺牲阳极结构。牺牲阳极的保护方法也就是阴极保护法，。当金属做阳极的情况下，阳极金属随着流出的电流逐渐消耗，因此被称之为牺牲阳极。由于阳极容易发生氧化反应，因此通过外壳外侧的牺牲阳极结构，可以有效防止外壳的金属材料腐蚀，使其在水下使用时更加稳定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单且安装简便易于安装维护，具有密封性好且移动方便的特点，满足声纳系统设备能够在水下环境中安全且更为可靠的工作。其主要包括外壳、线阵后盖、接收面阵盖、接收基阵和水密连接器组成。利用立体的接收面阵盖内侧结构，扩展了外壳内部的安装空间，因此增大了接收基阵的接收面积。由于外壳采用铝合金材料并将其表面作硬质阳极氧化处理，使其体积小、重量轻便于灵活移动，以及有效提升外壳的性能。将外壳与线阵后盖以及接收面阵盖之间的间隙使用聚氨酯胶进行填充，能够进一步增强装置的整体性能。外壳外侧预留的牺牲阳极结构，可以有效防止外壳的金属材料腐蚀，使其在水下使用时更加稳定。尤其装置整体为隐藏式结构，立体又美观通用性强，降低了运营商的运维成本和设备制造商的生产成本，可在全行业内进行批量推广使用。

附图说明

图1：为本实用新型中接收面阵侧的结构示意图；

图2：为本实用新型中接收面阵侧的分解结构示意图；

图3：为本实用新型中线阵后侧的结构示意图；

图4：为本实用新型中线阵后侧的分解结构示意图；

图5：为本实用新型整体的分解结构示意图；

图6：为本实用新型设置位置的连接示意图；

图7：为本实用新型中线阵后盖的正视结构示意图；

图8：为本实用新型中线阵后盖的侧视结构示意图；

图9：为本实用新型中外壳的正视结构示意图；

图10：为本实用新型中外壳的后视结构示意图；

图11：为本实用新型中外壳的侧视结构示意图。

图中标记为：1、线阵后盖；2、电路板；3、水密连接器；4、第一密封圈；5、外壳；51、水密连接孔；52、后盖安装孔；53、面阵安装孔；54、壳内板；6、第二密封圈；7、接收面阵盖。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现， 而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

本实施例提供的一种声纳的水平接收阵装置，如图1-11所示：包括外壳5，外壳5其中一侧面开设第二开口框用于连接接收面阵盖7，接收面阵盖7设计为立体结构，且其下端连接的侧板上设有多个面阵安装孔53，面阵安装孔53与第二开口框外侧开设的多个连接孔相对应，接收面阵盖7内侧用于安装接收基阵，接收基阵由多个接收阵元组成；外壳5另一侧面开设有第一开口框用于连接线阵后盖1，第一开口框外侧开设多个连接孔与线阵后盖1四周设置的后盖安装孔52相对应，外壳5内侧连接设置内壳板54用于安装电路板2。

本实施例还包括，外壳5顶端开设水密连接孔51用于连接水密连接器3，线阵后盖1与外壳5连接处之间设有第一密封圈4，接收面阵盖7与外壳5连接处之间设置有第二密封圈6。线径Φ3.55的第一密封圈4连接在线阵后盖1与外壳背侧面之间，线径Φ3.55的第二密封圈6连接在接收面阵盖7与外壳5前侧面之间，以加强外壳整体的密封及防水性能。外壳5的顶端开设水密连接孔51旋紧连接水密连接器3，实现接收基阵的对外连接。将数据传输为千兆以太网形式，传输控制指令及阵元原始数据，因而其传输数据量大且传输速度快。

本实施例还包括，接收面阵盖7上设置有去耦材料层，去耦材料层为耐静水压力的高密度泡沫材料。去耦材料能够提高接收换能器的电声性能，接收面阵盖7上的去耦材料采用为耐静水压力4MPa以上的高密度泡沫，使得整体装置能够承受300米的工作水深，以保证设备使用时的安全性和可靠性。

本实施例还包括，外壳5与线阵后盖1、接收面阵盖7之间的间隙使用聚氨酯胶进行灌注和填充，外壳5采用铝合金材料制作，且将其表面作硬质阳极氧化处理，外壳5的外侧还预留连接牺牲阳极结构。外壳5与线阵后盖1以及接收面阵盖7之间的间隙使用聚氨酯胶进行填充，能够进一步增强装置的整体性能，延长其使用寿命。由于铝合金材料质量轻、具有良好的导电和导热性以及耐蚀性的特点，可使整体装置的重量减轻以便于灵活移动，并在其表面作硬质阳极氧化处理提高外壳的耐蚀性、耐磨性等性能。外壳5外侧连接的牺牲阳极结构，可以有效防止外壳的金属材料腐蚀，使其在水下使用时更加稳定。

本实用新型的使用方法：

本实用新型尺寸为1050mm×230mm×128mm，外壳5的背侧面采用端面法兰密封的方式连接，由线阵后盖1、第一密封圈4（线径Φ3.55）和36个M4×16的内六角螺钉连接固定。外壳5的前侧面采用端面法兰密封的方式连接，由接收面阵盖7、第二密封圈6（线径Φ3.55）和48个M4×16的内六角螺钉连接固定，可以有效达到外壳5整体的密封效果。

外壳5主要采用为铝合金材料制作，同时在其表面做硬质阳极氧化处理。具体铝合金材料牌号为5083，利用铝合金材料质量轻、具有良好的导电和导热性以及耐蚀性的特点，可使整体装置的重量减轻以便于灵活移动。通过硬质阳极氧化处理能够提高外壳5的性能，包括耐蚀性、耐磨性、耐候性、绝缘性及吸附性等。接收面阵盖7上设置有去耦材料，去耦材料则采用为耐静水压力4MPa以上的高密度泡沫，使得整体装置能够承受300米的工作水深，以保证设备使用时的安全性和可靠性。外壳5在加工时，将其外四周边角处进行圆角和倒角处理，令其外表更加美观。并且，外壳5上还预留有牺牲阳极安装结构。牺牲阳极的保护方法也就是阴极保护法，其根据原电池的原理，实际起防止外壳5的金属耐腐蚀作用。

接收基阵安装在接收面阵盖7内侧，具体由多个接收阵元组成。该接收阵元即为水听器也就是接收换能器，用于将水中声信号转换成电信号。接收基阵的水平方向为一行线列接收阵元组成，即水平方向每路为一个接收阵元，水平方向的阵元数为128个，其从左到右依次编号为1#~128#。垂直方向每路为两个接收阵元，即垂直方向的阵元数为15*2=30个。因此，整个接收基阵的阵元数量为128×15×2=3840个，每路均引出正负极导线。相邻阵元之间的间距小于80kHz的半波长布阵设计，通过计算得出水平方向接收阵元的间距为9.375mm，且每个接收阵元的尺寸为4×4×24mm。可知接收阵元的横向尺寸较小，通常采用P5压电陶瓷颗粒材料来进行设计制作。

接收基阵对外连接采用为水密连接器3，水密连接器3旋入连接在外壳5上端开设的水密连接孔51内。水密连接器3的型号选型为Seacon16芯，连接线含千兆以太网线和供电及同步线。

具体安装过程

安装外壳5的背侧面：先将电路板2用M4不锈钢螺丝固定在外壳5内侧连接的内壳板54上；再把第一密封圈4卡装在外壳5上对应的卡槽内，并均匀涂抹硅脂；接着将线阵后盖1用M4不锈钢沉头螺丝固定在外壳5背侧面的后盖安装孔52，即完成了线阵后盖1、电路板2与外壳5的安装。安装的过程中，结合使用聚氨酯胶对空隙部分进行灌注和填充，进一步确保线阵后盖1连接安装的密封和防水性能。

安装外壳5的前侧面：先将第二密封圈6卡装在外壳5上对应的卡槽内，并均匀涂抹硅脂。然后将接收基站连接安装在接收面阵盖7内侧，再把接收面阵盖7使用M5不锈钢沉头螺丝固定在外壳5前侧面的面阵安装孔53，即完成了接收面阵盖7、接收基阵与外壳5的安装。安装的过程中，同样结合使用聚氨酯胶对空隙部分进行灌注和填充，进一步确保接收面阵盖7连接安装的密封和防水性能。

把水密连接器3旋紧固定在外壳5上端对应开设的水密连接孔51处，将已安装完成的外壳5使用M10不锈钢沉头螺丝分别固定在声纳系统对应的安装位置上，接着将水密连接线连接在外壳5上的水密连接器3上，即完成整体结构的组装。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他的实施方式。对于本领域的技术人员来说，依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种声纳的水平接收阵装置，其特征在于：包括外壳（5），所述外壳（5）其中一侧面开设第二开口框用于连接接收面阵盖（7），所述接收面阵盖（7）设计为立体结构，且其下端连接的侧板上设有多个面阵安装孔（53），所述面阵安装孔（53）与所述第二开口框外侧开设的多个连接孔相对应，所述接收面阵盖（7）内侧用于安装接收基阵，所述接收基阵由多个接收阵元组成；所述外壳（5）另一侧面开设有第一开口框用于连接线阵后盖（1），所述第一开口框外侧开设多个连接孔与所述线阵后盖（1）四周设置的后盖安装孔（52）相对应，所述外壳（5）内侧连接设置内壳板（54）用于安装电路板（2）。

2.根据权利要求1所述的一种声纳的水平接收阵装置，其特征在于：所述外壳（5）顶端开设水密连接孔（51）用于连接水密连接器（3）。

3.根据权利要求1所述的一种声纳的水平接收阵装置，其特征在于：所述线阵后盖（1）与所述外壳（5）连接处之间设有第一密封圈（4），所述接收面阵盖（7）与所述外壳（5）连接处之间设置有第二密封圈（6）。

4.根据权利要求1所述的一种声纳的水平接收阵装置，其特征在于：所述接收面阵盖（7）上设置有去耦材料，所述去耦材料为耐静水压力的高密度泡沫材料。

5.根据权利要求1所述的一种声纳的水平接收阵装置，其特征在于：所述外壳（5）与所述线阵后盖（1）、接收面阵盖（7）之间的间隙使用聚氨酯胶进行灌注和填充。

6.根据权利要求1所述的一种声纳的水平接收阵装置，其特征在于：所述外壳（5）采用铝合金材料制作，且将其表面作硬质阳极氧化处理。

7.根据权利要求1所述的一种声纳的水平接收阵装置，其特征在于：所述外壳（5）的外侧还预留连接牺牲阳极结构。

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