一种应用于海洋哺乳动物发声监测的水听器阵列的制作方法

本发明属于水下声信号采集技术领域，涉及一种应用于海洋哺乳动物发声监测的水听器阵列。

背景技术：

海洋哺乳动物包括鲸鱼和海豚等，在海洋中广泛存在，对其的研究也越来越多。利用水听器接收海洋哺乳动物发声是一个较为常用的手段。目前较多的是使用单个水听器来接收声信号，其优点是布放和回收较为简单，其缺点是无法判断声信号入射的方向，当周围哺乳动物较多时，会产生混叠。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于海洋哺乳动物发声监测的水听器阵列，本发明的有益效果是结构简单，操作简单可靠，能够高效的应用于海洋哺乳动物发声研究。

本发明所采用的技术方案是包括水密舱、第一水听器、第二水听器、第三水听器、第四水听器和支架；支架连接水密舱，支架设有四个顶端，第一水听器、第二水听器、第三水听器、第四水听器分别置于支架的四个顶端，水密舱包括采集卡、存储卡和电池，第一水听器、第二水听器、第三水听器、第四水听器分别通过信号线连接采集卡，采集卡通过信号线连接外部上位机、存储卡，电池连接采集卡为采集卡供电。

进一步，第一水听器、第二水听器、第三水听器、第四水听器、支架和水密仓之间连接使用水密技术制作，以满足耐压需求，水密舱选用塑料、不锈钢或者钛合金制作。

进一步，水听器信号通过水密接插件接入，上位机控制信号在系统开始工作前接入，系统开始工作后不再接入，阵列以自容方式工作。

进一步，使用上位机电脑设置水听器阵列的工作参数，包括开始采集时间、采样频率、采集模式，其中采集模式有连续采集、间隔采集和触发采集3种模式。

进一步，当系统工作在触发模式时，只有一个水听器使用低功耗模式工作，当检测到环境中有信号时，4个水听器全部开始同步采集。

进一步，支架形成空间正面体，正面体的边长根据研究的对象变化。

附图说明

图1是本发明水听器阵列结构示意图；

图2是水听器阵列外观示意图。

图中，1.水密舱，2.第一水听器，3.第二水听器，4.第三水听器，5.第四水听器，6.支架，7.采集卡，8.存储卡，9.电池。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明系统如图1和图2所示，包括水密舱1、第一水听器2、第二水听器3、第三水听器4、第四水听器5和支架6；支架6连接水密舱1，支架6设有四个顶端，第一水听器2、第二水听器3、第三水听器4、第四水听器5分别置于支架6的四个顶端，支架6可形成空间正4面体，正4面体的边长可以根据研究的对象变化。水密舱1包括采集卡7、存储卡8和电池9，第一水听器2、第二水听器3、第三水听器4、第四水听器5分别通过信号线连接采集卡7，采集卡7通过信号线连接外部上位机、存储卡8，电池9连接采集卡7为采集卡7供电。第一水听器2、第二水听器3、第三水听器4、第四水听器5、支架6和水密仓1本身及其之间使用水密技术制作，以满足耐压需求。水密舱1根据耐压需要选用塑料、不锈钢或者钛合金制作。水听器信号通过水密接插件接入。上位机控制信号在系统开始工作前接入，系统开始工作后不再接入，阵列以自容方式工作。使用上位机电脑设置水听器阵列的工作参数，包括开始采集时间、采样频率、采集模式等。其中采集模式有连续采集、间隔采集和触发采集3种模式。当系统工作在触发模式时，只有一个水听器使用低功耗模式工作，当检测到环境中有信号时，4个水听器全部开始同步采集。

系统开始工作前，通过上位机电脑设置系统的工作参数，包括开始采集时间、采样频率、采集模式等。其中采集模式有连续采集、间隔采集和触发采集3种模式。系统开始工作后，将采集到的信号记录到存储卡。系统在满足1.电量耗尽2.存储卡容量耗尽和3.达到系统设定时间，这3个条件之一时，停止工作。

本发明整个系统通过水密技术设计，满足一定的水深耐压需求。系统开始工作前，通过上位机电脑设置系统的工作参数，包括开始采集时间、采样频率、采集模式等。其中采集模式有连续采集、间隔采集和触发采集3种模式。将水听器阵列放置于感兴趣的海域，放置深度可以根据当地水文环境确定。水听器阵列将数据存储于存储卡中。当采集完成后，回收水听器阵列，读取存储卡数据，利用提取到的哺乳动物发声数据，可以实现对哺乳动物发声规律的研究。最终利用该阵列可以实现对哺乳动物的识别和统计等功能。

本发明的优点还在于：

1.可以根据实际情况，调整4个水听器在空间中的布放位置。默认情况下，系统4个水听器位于空间正4面体的顶点上，正4面体的边长可以根据研究的对象变化，利用这4个水听器可以实现对海洋哺乳动物的定位、测向和数量统计等功能。

2.水听器阵列工作在触发模式时，只有1个水听器在工作，只有当环境中指定频带的信号级超过一定门限后，4个水听器才会开始同步采集工作，实现对电量和存储量的节省。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明的目的在于提供一种应用于海洋哺乳动物发声监测的水听器阵列，包括水密舱、第一水听器、第二水听器、第三水听器、第四水听器和支架；支架连接水密舱，支架设有四个顶端，第一水听器、第二水听器、第三水听器、第四水听器分别置于支架的四个顶端，水密舱包括采集卡、存储卡和电池，第一水听器、第二水听器、第三水听器、第四水听器分别通过信号线连接采集卡，采集卡通过信号线连接外部上位机、存储卡，电池连接采集卡为采集卡供电。本发明的有益效果是结构简单，操作简单可靠，能够高效的应用于海洋哺乳动物发声研究。

技术研发人员：吕连港;刘宗伟;姜莹
受保护的技术使用者：国家海洋局第一海洋研究所;青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心
技术研发日：2018.12.05
技术公布日：2019.04.23