[實用新型]一種數(shù)字式水下噪聲測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420434247.X
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN203981270U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔浩亮;段文海;馬小勤;邢超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司七五○試驗場
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 昆明今威專利商標(biāo)代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種數(shù)字式水下噪聲測量裝置，適用于水面、水下航行體輻射噪聲及水下環(huán)境噪聲的信號采集、傳輸、記錄及分析處理。屬水聲測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水下噪聲測量系統(tǒng)主要用于水面、水下航行體輻射噪聲監(jiān)聽及水聲環(huán)境特性監(jiān)測等。現(xiàn)有系統(tǒng)一般采用模擬信號測量方式，其工作原理為：布放于水下的水聽器接收到水聲信號后，送前放電路進行放大后通過差分傳輸?shù)姆绞剿桶渡闲盘柼幚碓O(shè)備進行處理，然后利用磁帶機記錄模擬信號；試驗結(jié)束后，磁帶機回放數(shù)據(jù)，利用示波器和頻譜分析儀等設(shè)備、儀器對模擬信號進行分析和處理，得出測量結(jié)果。該方式優(yōu)點是技術(shù)成熟，可以借助信號記錄儀、頻譜分析儀等先進的儀器進行分析處理，缺點是：一、雖然采用了差分傳輸方式，但信號傳輸距離受電纜等條件限制難以大幅增加，并且模擬信號（電信號）在傳輸過程中仍然容易受到干擾，影響測量結(jié)果；二、試驗操作流程復(fù)雜，且對使用人員的專業(yè)技能要求較高；三、信號記錄儀、頻譜分析儀等設(shè)備較為昂貴，維護、維修成本較高，設(shè)備研制和試驗使用中的費效比較高。

隨著光纖通信技術(shù)的成熟和計算機軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進步，數(shù)字化、簡單化和智能化已經(jīng)成為了水聲測量設(shè)備研制的發(fā)展趨勢，同時，水下噪聲測量系統(tǒng)對測量精度、信號傳輸距離等要求也越來越高，因此，有必要設(shè)計更加可行、有效的測量方案。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型針對上述模擬信號測量方式的不足，發(fā)明一種數(shù)字式水下噪聲測量裝置。它基于光纖數(shù)字化傳輸并應(yīng)用計算機進行信號分析處理的水下噪聲測量裝置，讓信號傳輸和處理結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了光電隔離，提高了測量系統(tǒng)的抗干擾能力。

本實用新型是通過下列結(jié)構(gòu)完成的：數(shù)字式水下噪聲測量裝置由接收水聽器、信號前放模塊、點對點光端機和計算機組成，其中點對點光端機分由點對點光端機的水下節(jié)點與點對點光端機的岸上節(jié)點兩個獨立部份組成，兩個獨立部份之間通過光纜連接；

接收水聽器安裝在水下升降式測量浮筒外，信號前放模塊安裝于浮筒內(nèi)，接收水聽器通過導(dǎo)線與信號前放模塊連接，點對點光端機的水下節(jié)點安裝于座底式水密電子艙內(nèi)，點對點光端機的岸上節(jié)點和計算機置于岸上測量機房，信號前放模塊連接通過導(dǎo)線與點對點光端機連接，點對點光端機的水下節(jié)點與點對點光端機的岸上節(jié)點通過光纖連接，點對點光端機的岸上節(jié)點通過以太網(wǎng)與計算機連接，計算機硬盤實時記錄全部數(shù)據(jù)。

所述的點對點光端機由前端的點對點光端機水下節(jié)點和后端的點對點光端機的岸上節(jié)點組成，前端的點對點光端機水下節(jié)點與后端的點對點光端機的岸上節(jié)點之間通過光纜接通；其中前端的點對點光端機水下節(jié)點由抗混疊濾波電路，A/D轉(zhuǎn)換電路和電/光轉(zhuǎn)換電路順序連接而成，后端的點對點光端機岸上節(jié)點由光/電轉(zhuǎn)換電路和數(shù)據(jù)打包組成。

所述的信號前放模塊由信號放大和信號轉(zhuǎn)換電路組成。

該裝置工作原理為：放置在水面下的接收水聽器接收到水聲信號，水聲信號經(jīng)信號前放模塊進行放大處理后，以差分模擬信號的形式接入點對點光端機的水下節(jié)點，點對點光端機的水下節(jié)點將模擬差分信號進行A/D轉(zhuǎn)換先變換為電/光信號后，再將電/光信號轉(zhuǎn)換為光數(shù)字信號后，通過光纖傳輸至點對點光端機的岸上節(jié)點，點對點光端機的岸上節(jié)點對信號進行光/電轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)打包成以太網(wǎng)能接受物數(shù)據(jù)包，再傳送給計算機，計算機內(nèi)錄硬盤實時記錄、顯示和存儲實驗過程中的全部數(shù)字信號，供研究之用。

本實用新型裝置具有以下優(yōu)點：利用光纖通信技術(shù)完成了水聲信號的數(shù)字式傳輸，加大了信號傳輸距離，并在信號傳輸和處理結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)光電隔離，提高測量系統(tǒng)的抗干擾能力；本實用新型裝置在岸上將光纖數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包傳入計算機，充分利用現(xiàn)代高性能計算機運算速度快、硬盤容量大的優(yōu)點，實現(xiàn)了高速海量水聲數(shù)字信號的記錄存儲。

本實用新型裝置具備信號傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強和操作簡便的優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)簡單、通用性強、成本低廉，可直接應(yīng)用于水面、水下航行體輻射噪聲測量和水下環(huán)境噪聲測量等領(lǐng)域，具有顯著的軍事、經(jīng)濟價值和較好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1本裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2?本裝置的工作原理框圖。

圖3?本裝置的信號轉(zhuǎn)換電路圖。

圖4?本裝置的抗混疊濾波電路圖。

圖5?本裝置的A/D轉(zhuǎn)換電路圖。

圖6?本裝置的電/光轉(zhuǎn)換電路圖。

圖7?本裝置數(shù)據(jù)記錄流程的示意圖。

圖8?本裝置對存儲實驗信號進行后期分析處理的流程圖。

圖9本裝置的光/電轉(zhuǎn)換電路圖。

具體實施方式