[發明專利]一種水下平臺自振動和外界聲信號同時拾取的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110775635.9
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113503956B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 馬麗娜;尚凡;陳祥國;戚悅;陳羽;王俊;胡正良;熊水東
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 湖南企企衛知識產權代理有限公司 43257
• 代理人: 任合明

本發明涉及光纖傳感和海洋技術領域，涉及到一種水下平臺自振動和外界聲信號同時拾取的裝置及方法，所述裝置包括光源光發射模塊、鏈路模塊、傳感模塊和調制解調模塊；本發明中將對水下平臺自振動信號和外界聲信號的拾取集成為一套光纖相位型傳感裝置，通過安裝設計和抗干擾信號提取方法，巧妙利用鏈路光纖加載平臺自身振動信號，解決了多個參量傳感需要多套傳感器的問題，同時由于兩種信號的提取都采取了光學相干檢測方式，具備靈敏度高、體積小、重量輕、抗電磁干擾等優點，對小型化水下平臺的適裝性良好。

技術領域

本發明涉及光纖傳感和海洋技術領域，涉及到一種可用于水下平臺自振動和外界聲信號同時拾取方法及裝置。

背景技術

在水下，很多平臺，例如潛艇、水下無人潛航器等,需要加裝各種類型的傳感載荷來滿足自身信息獲取需求，同時自身結構的變形、航行過程中的振動等信息也需要同步監測。傳感載荷和狀態自監測載荷是水下平臺的兩種基本載荷配置。

為滿足這兩種信號的拾取需求，通常的做法是根據傳感信息的獲取要求加裝不同類型的傳感器。例如，在水下平臺外殼上加裝振動傳感器來感知平臺在運動過程中自身的結構振動和形變狀態；平臺加裝傳感器來滿足水下信息獲取的需求，如加裝各種小型拖曳聲納、舷側或艇艏聲納來滿足水下聲學信息獲取的需求，如加裝磁傳感器來滿足獲取水下磁場異常信息的需求等。通常而言，由于傳感要素不同導致不同傳感器的原理不同，水下平臺的傳感載荷和狀態自監測載荷都是分立的傳感系統，由于每套傳感系統的艙內存儲、艙外安裝、系統功耗等都需占用獨立的資源，導致水下平臺中可加裝的載荷數量和種類受限，最終導致水下平臺的性能受限。特別地，當面對小型化水下平臺的應用需求時，如水下滑翔機、AUV等，各自獨立的傳感系統會存在適裝性差甚至無法安裝應用的問題。

文獻“水下無人作戰系統裝備現狀及發展趨勢(艦船科學技術，2017,39(1)，DOI:10.3404/j.issn.1672-7619.2017.01.001)”提出拓展平臺的搭載能力是水下無人作戰能力提升的重要方向之一。文獻“美國水下無人航行器發展及其對美軍作戰思想的影響(飛航導彈，2020,(6)，DOI:10.16338/j.issn.1009-1319.20190293)”分析了水下無人航行器載荷能力提升對美軍作戰理念的影響情況。文獻“水下機器人多傳感器組合系統在船體檢測的應用(機床與液壓，2019,47(23)，DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2019.23.013)”研究了水下多傳感器信息組合系統,利用多種傳感器的特殊功能,使得水下機器人擁有等同于人類的看、觸、聽感覺,并指出了水下傳感器的小型化、低功耗等未來的研究方向。不難看出，針對水下平臺，提升水下平臺的載荷能力是水下平臺運用的核心技術之一，而多要素集成傳感是水下平臺載荷研究的重要發展趨勢，也是發展前沿。