[發明專利]一種橢圓形截面的垂直拖曳線列陣

有效

• 申請號: 201911307296.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN112985577B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 朱張立;洪有財;胡勇軍;李躍文
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種橢圓形截面的垂直拖曳線列陣，克服傳統圓形截面的線列陣垂直拖曳使用時切割水流容易引起渦基振動的缺點，可以有效降低使用過程中產生的渦基振動和水流噪聲，提高信噪比。采用“高壓傳輸+DC/DC二次穩壓模塊”供電體制”和模塊化分布式的采集傳輸設計，實現線列陣孔徑的擴展，擴展方式包括同一線列陣內擴展或多條線列陣通過水密連接器連接擴展；線列陣內首部和尾部安裝傾角傳感器、深度傳感器和三軸加速度計，可以通過傳感器反饋的數據實時擬合出線列陣的工作姿態，用以確定最佳拖曳速度。

技術領域

本發明屬于水聲探測技術領域，特別是涉及一種橢圓形截面的垂直拖曳線列陣。

背景技術

線列陣主要分為兩種形式：水平線列陣和垂直線列陣，其中水平線列陣測量水平孔徑的聲信號，包括拖曳使用的拖曳線列陣和固定布放于水底的岸基線列陣；另一種測量垂直孔徑聲信號的則為垂直線列陣。二者的側重點也有區別，其中水平陣主要用于探測目標的方位角信息，而垂直陣探測目標的深度信息。

現有的垂直線列陣的使用形式基本都為垂直布放定點使用，即通過重物牽引線列陣下潛到一定深度進行定點接收聲信號，如果需要更換工作區域，則必須將線列陣回收至平臺，平臺駛至目標區域再次布放，線列陣的工作是不連續的，所以現有的垂直線列陣一般用于海洋聲學環境監測，很少用于移動目標的跟蹤和探測。

想要實現垂直線列陣連續跟蹤探測移動目標，衍生出拖曳使用的垂直線列陣的概念，即線列陣盡可能以垂直姿態在水下拖曳，可以實現探測信號的連續性以及擴大探測范圍的目的。

傳統的線列陣都為圓形截面，圓形截面的線列陣切割水流時，水流在背流面容易形成湍流而產生渦基振動，不僅會帶動線列陣產生振動，也會提高水流的流噪聲，從而降低信噪比，增加對目標信號探測的難度，所以圓形截面的線列陣不適合于垂直拖曳使用。

發明內容

本發明為了克服傳統圓形截面的線列陣垂直拖曳使用時切割水流容易引起渦基振動的缺點，提供了一種橢圓形截面的垂直拖曳線列陣，可以有效降低使用過程中產生的渦基振動和水流噪聲，提高信噪比。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種橢圓形截面的垂直拖曳線列陣，包括橢圓截面的水密連接器、橢圓截面護套、各類橢圓截面支撐骨架、采集傳輸節點、水聽器、前置放大器、DC/DC電源模塊、非聲傳感器、強力繩、雙絞導線和固體填充介質，非聲傳感器包括傾角傳感器、深度傳感器、三軸加速度計，雙絞導線包括電源線、UPT5數據線，各類橢圓截面支撐骨架的外徑略小于橢圓截面護套的內徑以向外支撐橢圓截面護套，各類橢圓截面支撐骨架截面對稱，內部開有安裝孔，兩側開有容納雙絞導線和強力繩的通孔，強力繩依次穿過水密連接器上的承力件以及各類橢圓截面支撐骨架，并形成閉環，各電子器件布置在各類橢圓截面支撐骨架安裝孔內，各電子器件之間通過導線焊接連接，各類橢圓截面支撐骨架兩側加裝端蓋形成密封腔體，腔體內容納不耐壓的電子器件，各類橢圓截面支撐骨架包括鋁合金支撐骨架、柔性支撐骨架和尼龍支撐骨架；

進一步的，橢圓截面護套采用聚氨酯材料擠注加工而成，外徑尺寸即為線列陣的尺寸，護套內外表面光滑，內部無氣泡；

進一步的，各類橢圓截面支撐骨架選用硬質鋁合金或者ABS或者TPE注塑成型；

進一步的，采集傳輸節點為模塊化分布式布置，安裝于鋁合金支撐骨架安裝孔內，每個采集傳輸節點采集最多16組模擬聲信號并完成模數轉換，接收三組傳感器輸出的RS485信號，采集傳輸節點之間通過以太網通信；采集傳輸節點采用時鐘芯片來同步執行信號的采集和傳輸指令；

進一步的，DC/DC電源模塊采用小型化耐壓設置，安裝于鋁合金支撐骨架安裝孔內，以將300V高壓直流電源轉換為供各電子器件使用的低壓直流電源；