[發明專利]便攜式水下強聲源

有效

• 申請號: 201410135727.0
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103901464B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 雷開卓;屈健康;許暉;張群飛;史文濤;傅增祥;滕舵;方益喜;劉浩
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01V1/157
• 分類號: G01V1/157
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及水聲工程和脈沖功率技術領域，具體是一種便于艦艇適裝及外場試驗的便攜式水下等離子體強聲脈沖源。

背景技術

水下等離子體強聲源是一種利用“液電效應”來產生大功率水下聲波的脈沖聲源。所謂的液電效應是指高功率脈沖電源對電極間隙內的水介質負載進行高電壓、大電流的脈沖放電時，所產生的高功率強聲脈沖以及其他的物理、化學等多種效應。水下等離子體強聲源產生的強聲脈沖具有強度大、可聚束、易控制、反應速度快、可重復、無污染等多種優點。目前已經在海洋勘探、石油管道解堵、石油測井、水下目標探測、遠程水聲通信和強聲壓制干擾等諸多領域得到廣泛的應用，并且隨著水下等離子體強聲產生技術的不斷發展和等離子體強聲產生裝置的設計更新，水下強聲源將具有更為廣闊的應用前景。

隨著對水下強聲源研究的日益深入和應用領域的不斷拓展，人們對水下等離子體強聲源的研究已經不再局限于實驗室機理研究，而是更加關注遠場特性、應用特性和外場試驗研究；對水下等離子體強聲源的性能要求已經不再局限于提高發射功率、聲脈沖強度，而是更加關注在一定時間空間條件下的重復工作頻率、可靠性、便攜性、適裝性等重要指標，系統集成、艦船適裝以及外場試驗等特性已成為水下強聲源拓展應用的瓶頸。因此急需要研制一種性能優良的小型化、便攜式水下等離子體強聲源，以滿足人們對水下強聲技術的應用要求。

發明專利（200810239113.1）提出的“組合式電火花脈沖聲源”和大連理工大學研制的“水下電火花聲源裝置”，雖然聲源級高，但整個聲源裝置的體積大，系統集成度不高，電磁輻射干擾大，不具備便攜式、適裝性等特點，不利于進行遠場特性、應用特性和外場試驗研究，影響試驗研究的工作效率。

發明內容

要解決的技術問題

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種便攜式水下強聲源，該聲源具有便攜性好、集成度高、電磁輻射小等優點。

技術方案

本發明的技術方案為：

所述一種便攜式水下強聲源，其特征在于：由遠程控制系統、水下充電儲能艙和水下放電艙組成；遠程控制系統接收電源輸入，設置系統控制參數，并將電源輸出信號和充放電控制信號通過柔性水密電纜送入水下充電儲能艙；水下充電儲能艙為水下強聲源的充電系統和儲能系統提供穩定的水密工作環境，水下放電艙實現水下等離子體電聲轉換和強聲脈沖的聚能定向輻射；水下充電儲能艙與水下放電艙緊固連接，形成一體化水密結構。

所述一種便攜式水下強聲源，其特征在于：所述遠程控制系統包括輸入接口、中央處理器、充電控制模塊、放電控制模塊和輸出接口；輸入接口包含電源輸入接口和上位機控制接口；中央處理器通過上位機控制接口與上位機進行通信，從而控制并且配置充電控制模塊和放電控制模塊，并控制電源輸入接口和輸出接口；充電控制模塊與電源輸入接口和中央處理器連接，設置充電方式和工作參數；充電控制模塊和放電控制模塊的控制信號及電源輸出信號經輸出接口通過柔性水密電纜和水密接頭送入水下充電儲能艙的輸入水密端口。

所述一種便攜式水下強聲源，其特征在于：所述水下充電儲能艙內置本控系統、高壓充電電源、儲能電容組和觸發開關；遠程控制系統中充電控制模塊和放電控制模塊的控制信號及電源輸出信號輸入本控系統；充電控制模塊和電源輸出信號通過本控系統控制高壓充電電源對儲能電容組進行充電；放電控制模塊輸出信號通過本控系統控制觸發開關，啟動放電電極放電。

所述一種便攜式水下強聲源，其特征在于：水下放電艙內置放電電極，放電電極穿過水下充電儲能艙與水下放電艙之間的第二金屬隔板，通過彈簧銅套連接方式與輸出電極接口緊密連接。

所述一種便攜式水下強聲源，其特征在于：所述水下充電儲能艙由充電艙和儲能艙兩個艙體組成；充電艙與儲能艙之間通過第一金屬隔板分隔；本控系統和高壓充電電源處于充電艙內，儲能電容組、電容固定架、觸發開關和放電電極連接部件處于儲能艙內。

所述一種便攜式水下強聲源，其特征在于：儲能電容組采用并聯環繞方式，通過電容固定架固定在儲能艙內；電容固定架為上下兩層結構，設有儲能電容安裝槽，均采用銅板將儲能電容組正負極并聯到一起，上下兩層銅板中心加工為圓形缺口；儲能電容組正極板與電容固定架相連并接地，儲能電容組負極板與高壓充電電源輸出端的負極電纜相連，同時在圓形缺口位置與觸發開關高壓電極緊固，觸發開關低壓電極與放電電極連接部件緊固，再與輸出電極接口相連；觸發脈沖通過高壓電纜穿過第一隔板與觸發開關的觸發端連接。