[发明专利]阵列式海洋声信号测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及海洋监测装置，具体涉及一种海洋声信号测量系统。

背景技术

长期以来，海洋声学环境基础数据缺乏以及海洋声学观测手段薄弱的问题一直未得到有效地解决。近年来，随着我国海洋科学技术的发展，对海洋声学环境信息也提出了迫切的要求。目前，对海洋环境声信号的观测主要使用多元一体水听器阵，测量时根据需要同步获取水下不同深度的海洋声信号。

现有多元一体水听器阵主要是电缆阵和固体胶阵，在其使用过程中都存在明显的不足：水听器阵阵体的水听器位置按照预先设计固定，成阵后水听器位置不易改动，当测量需要变动水听器位置时必须重新制作阵体，阵体材料不能循环利用，造成资源浪费。而且，一旦某路水听器短路或断路，整条阵体将无法正常工作，从而导致测量数据不完整。

发明内容

针对现有多元一体水听器阵测量方式存在的问题，本发明推出阵列式海洋声信号测量系统，采用多台NTD(单通道海洋声信号测量仪)，应用感应耦合技术实现多台NTD的同步测量，达到在水下不同深度位置同时获取海洋声信号，并将测量结果及时传回地面站。

本发明涉及的阵列式海洋声信号测量系统，包括多台NTD(单通道海洋声信号测量仪)、仪器舱、上位机磁环、塑包钢缆、北斗一体机、浮体、铅鱼。浮体连接塑包钢缆的上端，铅鱼连接塑包钢缆的下端，浮体和铅鱼使塑包钢缆在海水中呈竖直状态，仪器舱固定在浮体下部的小浮体内，北斗一体机固定在浮体上面设置的天线支架上，北斗一体机下端与仪器舱连接，仪器舱下端通过信号传输电缆与上位机磁环连接，上位机磁环与NTD分别固定在塑包钢缆上，多台NTD在塑包钢缆上相间竖直排列，塑包钢缆两端分别有与海水导通的小段裸露钢缆。

所述单通道海洋声信号测量仪的NTD包括耐压水密壳体、水听器、温盐传感器、测量电路、节点磁环和固定件。耐压水密壳体呈圆柱状，水听器和温盐传感器安装在耐压水密壳体下端，通过水密插头与壳体内的测量电路连接。节点磁环设置在耐压水密壳体上端，由两个半圆形磁环通过螺栓对接而成。节点磁环的一个半圆形磁环上绕有线圈，线圈两端与测量电路连接。塑包钢缆从节点磁环和固定件中穿过。

所述仪器舱呈圆柱状，为不锈钢加工制作的水密舱体，内部设置控制装置，控制装置包括信号发射电路和信号转换电路，信号转换电路分别与北斗一体机和上位机磁环连接。

所述上位机磁环为两个半圆形磁环，两个半圆形磁环分别绕有初级线圈和次级线圈，初级线圈的两端与系统仪器舱内信号转换电路连接，两个半圆形磁环通过螺栓对接，塑包钢缆从上位机磁环中穿过。

北斗一体机负责地面站与系统之间的指令交互，地面站通过北斗一体机对系统的工作程式进行遥控，系统通过北斗一体机将自身的地理位置、工作状态及测量结果汇报给地面站。

浮体采用发泡橡胶材料制成，为系统提供足够的浮力，且具有良好的稳定性。

铅鱼作为重块悬挂在塑包钢缆下端，提高了系统的稳定性，能抑制系统因波浪影响的上下起伏和摇摆。

本发明涉及的阵列式海洋声信号测量系统应用时上位机磁环和多台NTD均由固定件固定在塑包钢缆上，塑包钢缆两端与海水导通。上位机磁环、NTD节点磁环、塑包钢缆和海水构成耦合回路。仪器舱内的信号发射电路通过耦合回路发送脉冲控制多台NTD同步测量。NTD在获取水声信号的同时采集温度和深度信息，温度和深度信息在海洋声学环境研究中可起到辅助作用。各传感器接收到信号后，在NTD内部处理，测量结果由耦合回路传输到系统仪器舱通过北斗一体机发送到地面接收站。

本发明涉及的阵列式海洋声信号测量系统，基于多台NTD(海洋声信号测量仪)，NTD与塑包钢缆之间无需水密连接，安装位置和数量可根据需要进行调整，多台NTD之间无电气连接，工作时互不干扰，单台NTD故障不影响整个系统的工作。本发明涉及的阵列式海洋声信号测量系统可根据需要同步获取水下不同深度的海洋声信号，为海洋声学环境研究提供更准确的基础数据，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为阵列式海洋声信号测量系统结构示意图；

图2为图1中NTD结构示意图。

图中标记说明：

1.北斗一体机    2.浮体

3.仪器舱        4.信号传输电缆

5.上位机磁环    6.NTD

7.铅鱼          8.塑包钢缆

9.节点磁环      10.耐压水密壳体

11.测量电路     12.固定件

13.水听器       14.温深传感器