一种图像声呐装置的制作方法

本实用新型涉及一种图像声呐装置，涉及图像处理技术领域。

背景技术：

图像声呐按距离-方位形式形成二维声学图像，在海底地貌勘察、目标定位和潜器导航等方面具有广泛的应用前景。二维图像声呐获取定位原理是通过探头发射声波信号，声波信号到达目标位置后反射回到换能器接收。回波信号经加工处理和计算，得到目标物相对于换能器的平面位置，进而根据换能器位置坐标计算目标位置坐标。图像声呐具有数据量大、分辨率高、实时性要求强等特点。现有技术方案中，换能器在测量过程中，容易出现相互干扰现象，结构复杂，运行可靠性差。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种图像声呐装置，可避免相互干扰，结构简单，运行稳定可靠。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种图像声呐装置，包括壳体，所述壳体内部设有控制模块，所述控制模块连接有第一发射机和第二发射机，所述第一发射机连接有第一接收机，所述第一接收机连接有换能器基阵，所述换能器基阵和所述控制模块之间还连接有电机模块，电机模块用于控制换能器基阵的方位；所述第二发射机连接有第二接收机，所述第二接收机连接有测高换能器；

所述换能器基阵和测高换能器设置在一个背衬板上，换能器基阵和测高换能器之间并联并通过聚氨酯密封。

作为图像声呐装置的优选方案，所述发射机包括发射信号形成电路、驱动电路、功率管、推挽变压器和电子开关；所述发射信号形成电路连接所述驱动电路，所述驱动电路连接所述功率管，所述功率管连接所述推挽变压器，所述推挽变压器连接所述电子开关，推挽变压器还连接有储能电容，发射机经所述电子开关连接换能器。

作为图像声呐装置的优选方案，所述接收机包括前置放大电路、选频回路、混频电路、带通滤波电路和后置放大电路，所述前置放大电路连接所述选频回路，所述选频回路连接所述混频电路，所述混频电路连接所述带通滤波电路，所述带通滤波电路连接所述后置放大电路。

作为图像声呐装置的优选方案，所述控制模块还连接有电子磁罗经，所述电子磁罗经用于获取图像声呐装置的方位信息。

作为图像声呐装置的优选方案，所述控制模块还连接有深度传感器，所述深度传感器用于获取图像声呐装置的深度信息。

作为图像声呐装置的优选方案，所述控制模块还连接有姿态仪，所述姿态仪用于获取图像声呐装置的姿态信息。

作为图像声呐装置的优选方案，所述控制模块设有第一单片控制计算机，所述电机模块设有第二单片控制计算机，第一单片控制计算机和第二单片控制计算机之间进行隔离通信。

作为图像声呐装置的优选方案，所述电机模块连接有方位传感器，所述方位传感器用于获取电机旋转方位。

作为图像声呐装置的优选方案，所述控制模块连接有电源模块，电源模块用于对图像声呐装置进行供电。

本实用新型的有益效果是：控制模块连接有第一发射机和第二发射机，第一发射机连接有第一接收机，第一接收机连接有换能器基阵，换能器基阵和控制模块之间还连接有电机模块，电机模块用于控制换能器基阵的方位；第二发射机连接有第二接收机，第二接收机连接有测高换能器；换能器基阵和测高换能器设置在一个背衬板上，换能器基阵和测高换能器之间并联并通过聚氨酯密封，可避免相互干扰，结构简单，运行稳定可靠，密封性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置结构组成示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置机械结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置发射机结构组成示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置接收机结构组成示意图；

图5为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置控制模块原理示意图；

图6为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置电机模块原理示意图；

图7为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置控制模块电路示意图；

图8为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置接收电路示意图；

图9为本实用新型实施例中提供的图像声呐装置电源模块电路示意图。

图中，1、壳体；2、控制模块；3、第一发射机；4、第二发射机；5、第一接收机；6、换能器基阵；7、电机模块；8、第二接收机；9、测高换能器；10、背衬板；11、发射信号形成电路；12、驱动电路；13、功率管；14、推挽变压器；15、电子开关；16、储能电容；17、前置放大电路；18、选频回路；19、混频电路；20、带通滤波电路；21、后置放大电路；22、电子磁罗经；23、深度传感器；24、姿态仪；25、第一单片控制计算机；26、第二单片控制计算机；27、电源模块。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

参见图1、图2、图3和图4，提供一种图像声呐装置，包括壳体1，所述壳体1内部设有控制模块2，所述控制模块2连接有第一发射机3和第二发射机4，所述第一发射机3连接有第一接收机5，所述第一接收机5连接有换能器基阵6，所述换能器基阵6和所述控制模块2之间还连接有电机模块7，电机模块7用于控制换能器基阵6的方位；所述第二发射机4连接有第二接收机8，所述第二接收机8连接有测高换能器9。所述换能器基阵6和测高换能器9设置在一个背衬板10上，换能器基阵6和测高换能器9之间并联并通过聚氨酯密封。

图像声呐装置的一个实施例中，所述发射机包括发射信号形成电路11、驱动电路12、功率管13、推挽变压器14和电子开关15；所述发射信号形成电路11连接所述驱动电路12，所述驱动电路12连接所述功率管13，所述功率管13连接所述推挽变压器14，所述推挽变压器14连接所述电子开关15，推挽变压器14还连接有储能电容16，发射机经所述电子开关15连接换能器。具体的，发射机目的是实现功率放大和与换能器的匹配功能，设计的原则是简单、稳定可靠。由控制模块2产生的频率选择信号控制发射机的发射信号形成电路11产生400khz或1000khz发射所需的频率，由发射控制信号调制后驱动功率管13输出。发射电路采用推挽工作方式，实现d类功率放大。储能电容16为发射时的大功率输出提供能量，电子开关15实现发射和接收的转换。

图像声呐装置的一个实施例中，所述接收机包括前置放大电路17、选频回路18、混频电路19、带通滤波电路20和后置放大电路21，所述前置放大电路17连接所述选频回路18，所述选频回路18连接所述混频电路19，所述混频电路19连接所述带通滤波电路20，所述带通滤波电路20连接所述后置放大电路21。具体的，接收机主要完成双通道接收信号的前置放大，tvg(time-variedgain)控制，带通滤波及后置放大等功能。前置放大电路17具有压控增益能力，可以实现80db的动态，tvg电压控制信号由控制模块2产生。信号放大后经选频回路18选频，选频回路18的中心频率由“高/低频率选择信号”控制，分别为400khz和1000khz，带宽约40khz。

参见图5、图6、图7和图8，图像声呐装置的一个实施例中，所述控制模块2还连接有电子磁罗经22，所述电子磁罗经22用于获取图像声呐装置的方位信息。所述控制模块2还连接有深度传感器23，所述深度传感器23用于获取图像声呐装置的深度信息。所述控制模块2还连接有姿态仪24，所述姿态仪24用于获取图像声呐装置的姿态信息。所述控制模块2设有第一单片控制计算机25，所述电机模块7设有第二单片控制计算机26，第一单片控制计算机25和第二单片控制计算机26之间进行隔离通信。所述电机模块7连接有方位传感器，所述方位传感器用于获取电机旋转方位。

具体的，控制模块2完成图像声呐装置的控制，包括数据处理、数据传输接口、tvg曲线产生、工作频率选择、发射同步控制、电机驱动通信及方位检测等功能。由于声纳数据的流量较大，具有光电隔离能力的rs485接口专门负责与主机之间的通信。声纳数据包中含有图像声呐装置所有的状态信息，以利于主机实现对声纳状态的监控检查。辅助rs485供辅助设备使用，包括深度传感器23、深度传感器23等。rs485接口具有扩展能力，可以添加其他必要的设备。数据采样速率经过声速补偿，确保了回波信号的精确性。声速具有多种方式输入，辅助rs485接口也可以用来连接声速测量设备。

具体的，图像声呐装置所用的本振信号采用型号为ad9832的dds(直接数字频率合成器)实现，ad9832在cmos单芯片上集成一个采用相位累加器的数字控制振荡器、一个正弦查找表和一个10位数模转换器，并提供相位调制和频率调制能力。频率精度可以控制在四十亿分之一。确保了本振频率的精确度和稳定度。图像声呐装置内置的测高电路采用400khz工作频率，与声纳的低频工作频率相同，异步工作时将产生相互干扰，即使采用不同频率的深度传感器23，在相近的距离内异步工作，干扰也不可能完全消除，所以必须采用同步工作的方式。图像声呐装置在每次扫描时都向深度传感器23发出同步信号，使得深度传感器23的工作于声纳的工作强迫同步。具体的，电机模块7负责接收控制模块2发送的命令，控制电机的转动及方位的读取，并将方位信息发送给信号处理与控制模块2，

参见图9，图像声呐装置的一个实施例中，所述控制模块2连接有电源模块27，电源模块27用于对图像声呐装置进行供电。电源模块27为图像声呐装置提供所需的各种电源，有控制模块2+5v电源，+12v电源、发射机和接收机的的+18v电源及电机模块7的+5v电源。为了降低功耗同时又能满足接收机对电源噪声的要求，采取dc/dc变换与线性稳压相结合、电机电源与其他电源隔离的措施。试验结果表明，所采取的措施有效，能够满足接收机电路对电源低噪声的要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。