[發明專利]一種水下超聲源定位系統

有效

• 申請號: 201610863552.4
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN106646371B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 王順;劉書輝;陸培祥
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

本發明公開了一種水下超聲源定位系統，至少包括：由壓電元件交叉排列構成的感應陣列和電壓檢測設備；所述壓電元件的信號輸出端均與所述電壓檢測設備的信號輸入端通訊連接；所述電壓檢測設備獲得各壓電元件的輸出電壓值，所述輸出電壓值最大的兩個壓電元件的交叉點距離超聲源最近。本發明先設計由壓電元件交叉排列構成的感應陣列和電壓檢測設備。接著由各壓電元件基于壓電效應監測到由超聲波引起的水紋擾動，并通過電壓的形式輸出到電壓檢測設備，輸出電壓值最大的兩個壓電元件的交叉點距離超聲源最近，從而實現了對水下超聲源的定位。

技術領域

本發明涉及定位技術領域，尤其涉及一種水下超聲源定位系統。

背景技術

水下超聲源定位是建立在超聲波傳播技術基礎上的一種海上定位技術和方法。電磁波在海水高導電解質中傳播有極大的衰減，而與之相反，聲信號卻在海水中衰減很小，能傳播很遠的距離，因此水聲技術被廣泛地應用到水下聲學定位、目標追蹤、傳感預警等領域中。其中，水下超聲源定位技術對海洋生物研究、海洋資源勘探、海上救援、潛艇追蹤預警等都具有十分重要的意義。當前我國的海洋事業正在進入一個快速發展的新階段，對水下超聲源定位技術的研究也是對我國海洋開發和技術裝備研制的重要貢獻，是十分必要的。

但是，目前我國還沒有針對水下超聲源進行定位的定位系統。

發明內容

本發明通過提供一種水下超聲源定位系統，實現了對水下超聲源的定位的技術效果。

本發明提供了一種水下超聲源定位系統，至少包括：由壓電元件交叉排列構成的感應陣列和電壓檢測設備；所述壓電元件的信號輸出端均與所述電壓檢測設備的信號輸入端通訊連接；所述電壓檢測設備獲得各壓電元件的輸出電壓值，所述輸出電壓值最大的兩個壓電元件的交叉點距離超聲源最近。

進一步地，所述感應陣列至少包括：三個橫向壓電元件和三個縱向壓電元件；所述橫向壓電元件與所述縱向壓電元件交叉排列。

進一步地，所述三個橫向壓電元件相互平行，所述三個縱向壓電元件相互平行；所述橫向壓電元件與所述縱向壓電元件相互垂直交叉排列。

進一步地，所述壓電元件至少包括：第一導線、第二導線、第一導電層、壓電層、第二導電層及絕緣層；所述第一導電層和所述第二導電層分別設置在所述壓電層的兩面；所述第一導線設置在所述第一導電層上；所述第二導線設置在所述第二導電層上；所述絕緣層包裹在所述第一導線、所述第二導線、所述第一導電層、所述壓電層和所述第二導電層的外部；所述第一導線和所述第二導線穿過所述絕緣層與所述電壓檢測設備的信號輸入端通訊連接。

進一步地，所述第一導線和所述第二導線分別設置在所述第一導電層和所述第二導電層相反的兩端。

進一步地，所述第一導線和所述第二導線分別設置在所述第一導電層和所述第二導電層相反的最遠端，以實現所述第一導線和所述第二導線之間的最大間距。

進一步地，還至少包括：

數據處理模塊，用于根據公式V/V₀＝e^-αL計算得到所述超聲源距離所述輸出電壓值最大的兩個壓電元件的交叉點的距離L；其中，V為所述壓電元件的輸出電壓值，V₀為所述壓電元件輸出的初始電壓值，α為衰減系數。

進一步地，還至少包括：

存儲模塊，用于存儲衰減值V/V₀與距離L的對應關系；其中，V為所述壓電元件的輸出電壓值，V₀為所述壓電元件輸出的初始電壓值；

查詢模塊，用于接收由所述電壓檢測設備輸出的電壓值，并根據所述電壓值得到衰減值，再通過查詢所述存儲模塊得到與所述衰減值對應的距離L。