[发明专利]一种基于姿态实时测量矢量水听器的拖曳线列阵装置

摘要

本发明涉及一种基于姿态实时测量矢量水听器的拖曳线列阵装置，包括按顺序排列的转接段、第一减振段、声阵段、第二减振段和尾绳段，所述的转接段连接母船的拖缆，其特征在于，所述声阵段包括姿态实时测量矢量水听器、水声信号放大及滤波模块、16通道采集传输模块、深度传感器和数据传输控制模块，所述的姿态实时测量矢量水听器包括姿态传感器。本发明的拖曳线列阵装置采用姿态实时测量矢量水听器，省去了传统拖线阵的数字段；结构简单，且单条拖线阵就可以实时分辨目标的左右舷，通过对水声信号姿态修正，切实提高目标探测精度。

主权项

一种基于姿态实时测量矢量水听器的拖曳线列阵装置，包括按顺序排列的转接段、第一减振段、声阵段、第二减振段和尾绳段，所述的转接段连接母船的拖缆，其特征在于：所述声阵段包括姿态实时测量矢量水听器、水声信号放大及滤波模块、16通道采集传输模块、深度传感器和数据传输控制模块；所述的姿态实时测量矢量水听器包括姿态传感器；所述的水声信号放大及滤波模块接收所述的姿态实时测量矢量水听器侦测的水声信号；所述的16通道采集传输模块分别与水声信号放大及滤波模块、深度传感器以及姿态实时测量矢量水听器的姿态传感器电连接，在对水声信号放大及滤波模块输出的经放大及滤波处理的水声信号进行A/D采样得到采样信号后，与从深度传感器和姿态传感器接收的数据信号进行编码，再将编码数据打包发送至数据传输控制模块；所述的数据传输控制模块对16通道采集传输模块发送时间同步信号，并将接收到的编码数据发送至转接段，所述的声阵段还包括圆筒形硬塑料框架、电缆支架、拉绳和钛合金接口；所述的钛合金接口安装在声阵段的首端，具有连通转接段电缆和数据传输控制模块接口电缆的电连接器；所述的姿态实时测量矢量水听器有多个，每个姿态实时测量矢量水听器通过8根均匀分布并受力的拉伸弹簧安装在一个圆筒形硬塑料框架的内部，多个姿态实时测量矢量水听器和圆筒形硬塑料框架组成的部件沿长端方向均匀布置在声阵段内，在两个圆筒形硬塑料框架之间具有电缆支架，电缆支架与圆筒形硬塑料框架之间用拉绳进行连接；所述的钛合金接口、电缆支架和圆筒形硬塑料框架都具有直径相同的圆筒形的外壁，在钛合金接口、电缆支架和圆筒形硬塑料框架圆筒形的外壁外包裹外护套，声阵段的尾端封闭，所述的姿态实时测量矢量水听器还包括三轴压电加速度传感器、压电 陶瓷圆管、支撑连杆、低密度复合材料和聚氨酯透声层；所述的姿态传感器包括X、Y、Z三轴相互平行的三轴MEMS加速度传感器、三轴磁力计和三轴MEMS陀螺仪；所述的三轴压电加速度传感器位于姿态传感器正下方并且两者采用支撑连杆连接固定，三轴压电加速度传感器的X、Y、Z三轴与姿态传感器的三轴MEMS加速度传感器、三轴磁力计和三轴MEMS陀螺仪的三轴平行；所述的用支撑连杆连接固定的三轴压电加速度传感器和姿态传感器位于所述的压电陶瓷圆管内，压电陶瓷圆管内填充有低密度复合材料以固定三轴压电加速度传感器和姿态传感器，压电陶瓷圆管外壁具有聚氨酯透声层，三轴压电加速度传感器和姿态传感器的组合重心位于压电陶瓷圆管的几何中心处；所述的聚氨酯透声层外表面形成矢量水听器圆柱形的外壁；所述的压电陶瓷圆管上下两端分别具有一个低密度复合材料制成的半球帽，两个半球帽的球形外表面分别与所述的压电陶瓷圆管外壁的聚氨酯透声层的外壁光顺；所述的压电陶瓷圆管上下两端的半球帽分别均布4个悬挂孔，用于安装所述的8根均匀分布并受力的拉伸弹簧，所述的姿态实时测量矢量水听器的制作方法按以下步骤:1)将三轴压电加速度传感器、姿态传感器用支撑连杆连接固定，且三轴压电加速度传感器的X、Y、Z轴向与姿态传感器的三个轴向方向一致，再将采用支撑连杆固定好的三轴压电加速度传感器和姿态传感器固定于第一套模具中，第一套模具具有圆柱形的腔体，使三轴压电加速度传感器和姿态传感器的组合重心位于第一套模具腔体的几何中心处，然后，将搅拌均匀的低密度复合材料的原料缓慢倒入第一套模具，经室温固化、脱模、表面打磨后得到圆柱体Ⅰ；2)将压电陶瓷圆管附着于圆柱体Ⅰ外表面后固定于第二套模具中，第二套模具具有圆柱形的腔体，使圆柱体Ⅰ和压电陶瓷圆管的重心位于第二套模具腔体的几何中心处，然后，将搅拌均匀的聚氨酯透声层的材料原料缓慢倒入第二套模具，最后在鼓风干燥箱干燥以及室温固化、脱模、表 面打磨后得到圆柱体Ⅱ；3)将圆柱体Ⅱ固定于第三套模具中，第三套模具用于成形压电陶瓷圆管上下两端的对称的两个半球帽，使圆柱体Ⅱ的重心位于待成型矢量水听器的几何中心处，然后，将低密度复合材料的原料缓慢倒入第三套模具，最后，经室温固化、脱模、表面打磨后得到姿态实时测量矢量水听器。