[发明专利]适用于深水使用的多功能自容式水听器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种水听器，特别是涉及一种适用于深水使用的多功能自容式水听器。

背景技术

我国是一个临海大国,海洋开发技术具有非常重要的地位。随着我国经济活动与世界联系越来越紧密,能源战略、渔业生产也逐渐由近海活动转向了深海大洋,深海水域中的矿藏、海产资源逐渐浮现在人们视野中。因此，深、远海环境要素信息的获取和预测对于海洋声学研究的发展来说变得越来越重要。

自容式水听器是一款自主录取并存储声学信息的设备，可以在无人值守的海洋环境中长期工作。其便捷高效的特点可以满足多种使用需求，现已成为海洋环境噪声研究、海洋声层分析、地声参数反演、水下声信道特性研究等科研领域不可或缺的重要工具。目前，我国的各科研单位所使用的自容式水听器主要来自国外的公司和企业。我国的同类产品与之相比存在一定的差距，有待于创新和提高。

目前国外和国内的自容式水听器存在续航能力差，连续工作时间长度不可调整、工作参数不能调整、工作方式不够灵活等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在深海条件下能同步获取深水大尺度范围内不同深度分布的水声信息的适用于深水使用的多功能自容式水听器。本发明的目的还在于提供一种适用于深水使用的多功能自容式水听器的控制方法。

本发明的适用于深水使用的多功能自容式水听器：包括标量水听器、电子舱、电池舱、保护罩以及配套的显控软件，

所述标量水听器用于拾取声学信号，将其转化为电信号，工作带宽为0.1Hz～160KHz；

所述的电子舱为耐深水压力的不锈钢结构，内部电子设备由信号调理单元和控制单元组成，所述信号调理单元由前级运算放大器、可变增益控制电路、带宽可调滤波器、后级运算放大器和光耦隔离电路组成，前级运算放大器、可变增益控制电路、带宽可调滤波器、后级运算放大器用于对采集到的模拟信号进行调理，光耦隔离电路用于对电路模拟端和数字端进行隔离，所述控制单元包括采集存储单元和值班单元，所述采集存储单元包括采样率可调模/数转换电路、低功耗单片机及外围电路和存储模块，采样率可调低噪声模/数转换电路用于将采集到的模拟信号转换为数字信号并发送给低功耗单片机，所述采集存储单元以低功耗单片机作为主控芯片，负责完成采集、存储、控制协议解析及执行配备以太网接口，所述值班单元包括值班电路、压力传感器和具有温补功能时钟芯片，值班电路用于控制对信号调理单元和采集存储单元的供电，压力传感器用于确定装置所在深度信息；

所述电池舱为耐深水压水密结构；

所述的保护罩用于保护标量水听器以及电子舱和电池舱的固定，并带有吊环；

所述的配套使用显控软件，用于完成参数预设、功能设置、采样控制和数据显示与分析。

本发明的适用于深水使用的多功能自容式水听器还包括GPS、北斗接收机通信接口以及RS232通信接口，接口通过水密接插件引出，所述配套使用显控软件配置有GPS、北斗标准通信协议，用于存储工作地点的位置信息。

本发明的适用于深水使用的多功能自容式水听器的存储模块为U盘，在电子舱顶端设置有水密盖，U盘置于水密盖中。

本发明的适用于深水使用的多功能自容式水听器的控制方法为：具备无缆和有缆两种工作模式，在无缆工作模式下，由电池舱供电，有定时和定深两种启动存储方式，定时启动是依据预先设定的存储开启时间点及存储的时长进行声学数据存储；定深启动是依据预先设定的水下深度并结合压力传感器的输出开启存储的工作方式，在有缆工作模式下，通过电缆用直流稳压源或变压器供电，利用配套的显控界面经网线控制工作，完成存储启动和停止、参数设置、工作模式选择、数据传输及显示和数据分析工作。

所述参数预设是指在入水工作之前，通过配套的显控界面对采样率、工作带宽、系统增益、启动时间、存储时长和启动深度工作参数进行设置。

本发明通过将水声信号采集记录,研制一种新型的适用于深水条件、低功耗、可定时、电子舱和电池舱分离、参数可设置和无缆和有缆可切换的自容式水听器。实现深海条件下,同步获取深水大尺度范围内不同深度分布的水声信息。本发明具有以下特点: