020] 4、本实用新型可广泛应用于可能意外落水中的人员、物资、设备的水上救生，能提 供可靠稳定的水上示位的水声信号，同时，通过信号中包含的编码信息，能够快速、及时进 行目标身份的识别，给救援提供了方便，具有很高的实用价值。
【附图说明】
[0021] 图1是本实用新型水声信标的组成框图；
[0022] 图2是本实用新型水声信标的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本实用新型作近一步详细说明：
[0024] 如图1所示，本实用新型提供的水声信标，其控制电路主要由开关电路、主控单 元、功率放大电路、变压器、压电陶瓷环、电池构成。开关电路的输入端与密封壳体上的两个 金属触点连接，开关电路输出端与主控单元连接，主控单元输出端与功率放大电路连接，功 率放大电路与变压器和压电陶瓷环相连接。主控单元采用具有编程功能的低功耗单片机， 也可W采用低功耗的可编程逻辑器件CPLD或FPGA，它产生含有编码信息的信号源。开关电 路采用=极管开关电路，用于控制主控单元上电工作。功率放大电路采用=极管两级放大 构成的变压器禪合乙类推挽式功率放大电路，实现对主控单元输出的信号源的功率放大， 放大后的信号通过变压器禪合输出至变压器和压电陶瓷环匹配调谐组成的负载，并完成前 后阻抗匹配。
[0025] 主控单元的信号源为一定频率、一定脉冲宽度的周期性脉冲信号，它W信号频率 或者信号脉冲宽度作为编码码元，多个码元形成一组编码信息，通过功率放大电路将信号 放大后，加载到匹配调谐负载上，实现电声转换，并将编码脉冲信号发射。
[00%] 如图2所示，水声信标的密封壳体是由圆柱形壳体9和两端设置的密封端盖2、11 构成。其圆柱形壳体和密封端盖采用金属材料制成，两者之间采用螺纹连接，并设置有密封 圈12。在密封端盖2上设有一端伸入至壳体内，另一端裸露在密封端盖外的金属电极3,通 过隔离套I与端盖2绝缘，金属电极3、隔离套I和密封端盖2之间通过环氧胶水粘结密封。 金属电极3的裸露端及隔离套1应高于端盖2,且隔离套上表面为弧形，用W防止在非落水 状况下两个金属触点遇水误导通，导致水声信标误上电工作而发出信号。金属电极3为水 声信标的一个金属触点，密封壳体9为水声信标的另一个金属触点，两金属触点即为开关 电路的输入端。两个金属触点相互独立在空气中呈高阻状态，两个金属触点遇水后导通，自 动触发开关电路，进而接通主控单元，从而实现水声信标入水后自动工作的功能。伸入壳体 内的金属电极3端部抵在弹黃4上，弹黃4与开关电路连接。设有开关电路、主控单元的电 路板5安装在壳体内，其下方设有功率放大电路、变压器的电路板8，电路板8的外部设有压 电陶瓷环7,压电陶瓷环通过透声硫化胶6固定在壳体上，安装后的压电陶瓷环与壳体同轴 屯、。在变压器的下方设置有电池10,其两端分别通过弹黃与控制电路和密封端盖11连接， 形成电通路。
[0027] 当主控单元的编码码元为信号填充频率时，作为码元的信号填充频率n和f2之 差应大于0. 5KHZ，小于2KHz，n和f2相差过大影响变压器线圈与压电陶瓷的匹配，相差过 小影响码元的区分，信号发射的周期间隔为固定值T，信号脉冲宽度为固定值t，信号频率 n和f2分别代表编码码元"0"和"1"，按照信标的编码信息循环输出。
[0028] 当主控单元的编码码元为信号脉冲宽度时，两种信号脉冲宽度tl和t2应相差3-5 倍为宜，tl和t2相差过大增加水声信标的功耗，相差过小影响码元的区分，信号发射的周 期间隔为固定值T，信号频率为固定值f，信号脉冲宽度tl和t2分别代表编码码元"0"和 "1"，按照信标的编码信息循环输出。
[0029] 水声信标主控单元软件流程为：在软件完成初始化后，将信标唯一的编码信息赋 值给软件中的相应参数，然后根据编码信息的"0"或"1"序列通过编码信息移位，循环输出 当前位的码元，码元之间的输出时间间隔为T。
[0030] 当码元为信号频率时，当前位的码元输出信号为脉冲宽度固定值t，填充频率 fl(编码信息当前位为"0")或填充频率f2 (编码信息当前位为"1")，当码元为信号脉冲 宽度时。当前位的码元信号填充频率固定值f，脉冲宽度tl(编码信息当前位为"0")或脉 冲宽度t2 (编码信息当前位为"1")。
[0031] 每一个信标的主控单元产生的编码信号是唯一的，在特殊需求下主控单元可通过 更改软件实现水声信标入水后延迟一定时间输出信号源。水声信标采用电池供电，根据工 作时间要求，可选择不同容量的电池。
【主权项】
1. 一种具有身份识别功能的水声信标，包括密封壳体、设置在密封壳体内的控制电路， 其特征在于密封壳体上设有两个用于触发水声信标控制电路自动工作的金属触点，控制电 路主要由开关电路、主控单元、功率放大电路、变压器、压电陶瓷环、电池构成；开关电路的 输入端与密封壳体上两个金属触点连接，开关电路输出端与主控单元连接，主控单元输出 端与功率放大电路连接，变压器和压电陶瓷环匹配调谐后构成功率放大电路的负载；密封 壳体上的两个金属触点相互独立，在空气中呈高阻状态，遇水后导通，自动触发开关电路， 进而接通主控单元，主控单元产生一定频率和脉冲宽度的周期性编码信号，该信号中含有 编码信息，经功率放大电路后，通过变压器耦合驱动由变压器和压电陶瓷环匹配调谐组成 的负载，完成电信号向声信号的转换向外发射。2. 根据权利要求1所述的一种具有身份识别功能的水声信标，其特征在于所述的压电 陶瓷环通过透声硫化胶固定于密封壳体的内部，压电陶瓷环和密封壳体两者同轴心。3. 根据权利要求1所述的一种具有身份识别功能的水声信标，其特征在于所述主控单 元采用具有编程功能的低功耗单片机或者低功耗的可编程逻辑器件CPLD/FPGA。4. 根据权利要求1所述的一种具有身份识别功能的水声信标，其特征在于所述的水声 信标发射频率在20kHz以上。5. 根据权利要求1所述的一种具有身份识别功能的水声信标，其特征在于所述的主控 单元输出的编码信息，其编码码元为填充信号频率或者信号脉冲宽度，当编码码元为填充 信号频率时，作为码元的两种信号频率f1和f2之差应大于0. 5KHz，小于2KHz;当编码码元 为信号脉冲宽度时，作为码元的两种信号脉冲宽度tl和t2应相差3-5倍。
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有身份识别功能的水声信标，其密封壳体上设有两个用于触发水声信标控制电路自动工作的金属触点，控制电路主要由开关电路、主控单元、功率放大电路、变压器、压电陶瓷环、电池构成，开关电路与金属触点连接，开关电路输出端与主控单元连接，主控单元输出端与功率放大电路连接，变压器和压电陶瓷环匹配调谐构成功率放大电路的负载，金属触点遇水后导通，自动触发开关电路，进而接通主控单元，主控单元产生编码信号，经功率放大电路、振荡调谐后，转换为声信号发射。其特点是：在实现目标的水下示位的同时，水声信号含有编码信息，与配带安装的目标具有一一对应关系，便于目标身份的识别，其结构简单，功耗低，体积小，便于安装和人员配带，给救援提供了方便，具有很高的实用价值。
【IPC分类】G08B21/08
【公开号】CN205028431
【申请号】CN201520654555
【发明人】曲加圣, 杨松, 田甜, 韩辉, 牛天星, 董世超, 巴巍, 周志民, 栾源泠
【申请人】大连测控技术研究所
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年8月28日