[發明專利]一種聲學探測裝置及聲場探測系統

在審

• 申請號: 202010494967.5
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111505660A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 薛彬;李睿達
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S7/481;G01S7/487;G01S7/493
• 代理公司: 深圳龍圖騰專利代理有限公司 44541
• 代理人: 王春穎

本發明適用于測量技術領域，提供一種聲學探測裝置及聲場探測系統，其中，該聲學探測裝置至少包括：第一聲場探測組件，所述第一聲場探測組件至少包括若干激光雷達模塊，每個激光雷達模塊的探測光束可聚焦于一個或者多個空間檢測點；其中，所述第一聲場探測組件基于所述探測光束與聲波振動所發生的多普勒效應，探測多個空間檢測點處的聲波信號，形成第一聲場探測數據。本發明基于激光雷達的聚焦探測光束對由待測物體傳來的聲波信號進行探測，其探測范圍可拓展至探測光束的聚焦點所能達到的范圍，相比于傳統的聲吶探測體制而言，本發明所提供的聲學探測裝置能夠以較小的設備體積，實現聲場探測孔徑/范圍的成倍增大。

技術領域

本發明屬于測量技術領域，尤其涉及一種聲學探測裝置及聲場探測系統。

背景技術

聲波在水下目標聲探測、水下聲通信、水下聲定位與導航、海底地形測量、醫學超聲成像、工業無損檢測等領域有著廣泛的應用。

經典聲吶探測體制必須考慮被探測目標范圍、可搭建平臺尺度、接收聲波信息量、探測目標分辨力等相互影響又制約的問題。理論上可搭建一個無限大的聲吶接收孔徑實現極大信息量的高效獲取，但過大的設備體量其實并不適合實際應用。

因此，現有的聲吶探測體制難以在測量效果好和設備體積小型化之間找到一個完美的平衡點，往往不是設備體積過大就是測量范圍過小，甚至兩種缺點兼具。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種聲學探測裝置及聲場探測系統，旨在解決現有的聲吶探測體制中，設備體積過大、測量效果不佳的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種聲學探測裝置，所述聲學探測裝置至少包括：

第一聲場探測組件，所述第一聲場探測組件至少包括若干激光雷達模塊，每個激光雷達模塊的探測光束可聚焦于一個或者多個空間檢測點；

其中，所述第一聲場探測組件基于所述探測光束與聲波振動所發生的多普勒效應，探測多個空間檢測點處的聲波信號，形成第一聲場探測數據。

在另一種實施例中，提出了一種聲場探測系統，包括：

上述的聲學探測裝置；以及

后臺處理裝置，用于對所述聲學探測裝置所探測的數據進行處理。

還有一個實施例中，提出了一種聲場探測系統，包括：

用于探測待測物體的第一聲場探測組件，所述第一聲場探測組件至少包括若干激光雷達模塊，每個激光雷達模塊的探測光束可聚焦于至少一個空間檢測點；其中，所述激光雷達模塊基于所述探測光束與聲波振動所發生的多普勒效應，探測所述空間檢測點處來自于所述待測物體或者經由所述待測物體反射的聲波信號，形成第一聲場探測數據；

第二聲場探測組件，用于探測來自于所述待測物體或者經由所述待測物體反射的聲波信號，形成第二聲場探測數據；所述第二聲場探測組件與所述第一聲場探測組件的探測區域互不干涉、互補或者在邊緣處局部重疊；并且，至少在檢測過程中，所述第二聲場探測組件的檢測端與所述空間檢測點之間的空間位置關系保持固定，或者形成設定的相對運動關系；以及

與所述第一聲場探測組件、第二聲場探測組件關聯的處理裝置，所述處理裝置可基于所述第一聲場探測數據與第二聲場探測數據計算、合成所述待測物體的形狀。

在上述實施例中，基于激光雷達的聚焦探測光束對由待測物體傳來的聲波信號進行探測，其探測范圍可拓展至探測光束的聚焦點所能達到的范圍，相比于傳統的聲吶探測體制而言，上述實施例所提供的聲學探測裝置能夠以較小的設備體積，實現聲場探測孔徑/范圍的成倍增大。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的基于聲學探測裝置進行聲波信號測量的結構示意圖；