一种水下发声装置及鱼类诱集探测系统的制作方法

本发明涉及鱼类驯化技术领域，具体说是涉及一种水下发声装置及鱼类诱集探测系统。

背景技术：

海洋牧场建设是恢复及改善我国近岸渔业资源的有效方法之一，其核心技术是利用声音对增殖放流鱼类的行为进行控制，即所谓的鱼类音响驯化技术。该技术主要利用水下扬声器系统在水中放声，基于鱼类对声音刺激的趋性反应，配合诱食性饵料，建立条件反射，使鱼类的短期记忆形成长期记忆，从而实现海洋牧场鱼类的行为控制。受鱼类的听觉范围的限制，无法使用传统压电陶瓷或磁致式换能器，且由于水和空气的声学阻抗差异较大，导致阻抗匹配困难，声转换效率过低，一般最大发射声功率在170db以下，与主动式声呐的最小功率200db差距较大。同时，传统鱼类声音驯化装置只能主动发射声波诱导，不能精确实现鱼类诱集或驱散动作，使用效果不佳。

技术实现要素：

鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是要提供一种功率大、转换效率高、声音传输距离远的水下扬声装置。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种水下发声装置，包括圆柱形发声部及用以连接功放装置的线缆，其特征在于所述发声部表面附着一层由防水密封材料制成的密封部，所述发声部包括：

以上下方式设置的前振动外壳和后振动外壳，二者共同构成空腔结构；

设置于所述空腔结构内且与所述前振动外壳连接的槽型振子，所述振子底部连接有音圈，所述音圈连接电缆；

连接于所述空腔结构侧壁的环形t铁，以及固定在所述t铁上方的环形磁铁；

所述音圈部分深入到所述t铁的前端、所述磁铁以及所述华司超出磁铁长度部分构成的中空结构中。

进一步的，所述磁铁通过华司固定。

进一步的，所述前震动外壳与振子、振子与音圈间均采用栓接的方式连接。

进一步的，所述前震动外壳和后震动外壳均为环氧树脂浇筑而成，且所述前震动外壳的震动面厚度为0.2毫米和后震动外壳的震动面厚度为0.3毫米。

本发明另一目的是要提供一种应用上述水下扬声装置且能够实现诱集效果实时监控以进一步分析判断诱集鱼群的种类、大小和位置的鱼类诱集与探测系统，其特征在于，其包括：

产生诱集鱼类声波信号的发声单元，所述发声单元包括上述水下发声装置；

功率放大单元，所述功率放大单元的输入端连接所述发声单元的输出端；

回波信号分析处理单元；

以及给各单元供能的供电单元。

进一步的，所述鱼类诱集与探测系统还包括设置于所述回波信号接收单元与所述回波信号分析单元之间的信号处理电路，所述信号处理电路包括滤波电路、a/d转换电路、信号积分电路。

进一步的，所述功率放大单元用于对所述发声单元生成的声波信号进行功率放大处理。

进一步的，所述回拨信号分析处理单元包括依次连接的回波信号接受器、信号处理模块、分析模块。

进一步的，所述鱼类诱集与探测系统还包括显示所述分析模块输出结果的显示单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明水下发声装置采用独特的封装技术，使音圈通过振子直接带动外壳振动，电声转换效率高，极大减少声音在传输过程中因煤质特性阻抗不同造成的衰减，提高传输效率。所述的外壳为环氧树脂封装，外观精美强度高，稳定性号，高抗海水腐蚀；

2、本发明中鱼类诱集探测系统方便携带、功能全面，具有发声装置与探测装置一体化，方便实时观察诱集以及去驱散效果，又可以对诱集鱼类的种类、大小和位置等进行综合分析判断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明水下发声装置的结构剖面图；

图2为本发明鱼类诱集探测系统结构图；

图3为本发明鱼类诱集探测系统功率放大单元前置放大电路连接图；

图4为本发明鱼类诱集探测系统功率放大单元电路连接图。

附图标号说明：

1-前振动外壳；2-密封外壳；3-振子；4-音圈；5-华司；6-磁铁；7-t铁；8-后振动外壳。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

基于上述设计背景，本发明设计了一种转换效率高且声音传输距离远的水下扬声装置，下面结合附图以及具体实施例进一步说明本发明的技术方案：

一种水下发声装置，如图1所示，装置包括圆柱形发声部及用以连接功放装置的线缆，其特征在于所述发声部表面附着一层由防水密封材料制成的密封部，所述发声部包括：以上下方式设置的前振动外壳和后振动外壳，二者共同构成空腔结构；设置于所述空腔结构内且与所述前振动外壳连接的槽型振子，所述振子底部连接有音圈，所述音圈连接电缆；连接于所述空腔结构侧壁的环形t铁，以及固定在所述t铁上方的环形磁铁；所述音圈部分深入到所述t铁的前端、所述磁铁以及所述华司超出磁铁长度部分构成的中空结构中。进一步的，所述磁铁通过华司固定。进一步的，所述前震动外壳与振子、振子与音圈间均采用栓接的方式连接。进一步的，所述前震动外壳和后震动外壳均为环氧树脂浇筑而成，且所述前震动外壳的震动面厚度为0.2毫米和后震动外壳的震动面厚度为0.3毫米。

使用时，给音圈通电，使其在磁场中振动通过振子将振动直接传递到外壳上，本发明采用音圈带动振子，振子直接带动外壳振动，由外壳代替发音板的技术方案，能够减少声音在传递的能量损失，提高电声转换效率。外壳采用环氧树脂的密封，可靠性好、强度高、耐压耐腐蚀。

所述的水下发生装置采用先进的外壳封装技术，其步骤包括：

1.利用模具先用环氧树脂浇筑前振动外壳1和后振动外壳8，其中前振动面厚度为0.2毫米，后振动外壳面厚度为0.3毫米；

2.用螺丝将振子3与前振动外壳1、振子3与音圈4固定；

3.再利用环氧树脂浇筑密封部将整个扬声器密封固定。

本发明还提供了一种应用上述水下扬声装置且能够实现诱集效果实时监控以进一步分析判断诱集鱼群的种类、大小和位置的鱼类诱集与探测系统，其特征在于，其包括：

产生诱集鱼类声波信号的发声单元，所述发声单元包括上述水下发声装置。

功率放大单元，所述功率放大单元的输入端连接所述发声单元的输出端，用于对所述发声单元生成的声波信号进行功率放大处理，功放单元前置放大电路芯片连接关系如图3所示。

回波信号分析处理单元，所述回拨信号分析处理单元包括依次连接的回波信号接受器、放大电路、信号处理模块、分析模块。所述功率放大电源优选采用tpa3116芯片，其电路连接关系如图4所示。

所述回波信号分析处理单元是采用市场上现有的通用器件集合组成，通过接收到来自鱼群的声波回波信号，通过分析发射的高频探测声波信号与接收到该声波的回波信号的时间差，再通过声波在水域的声速，可以换算出鱼群距离探测仪器的距离，进而可以探测出鱼群位置。不同鱼群种类以及不同鱼群大小对声波的反射或散射的强度的大小不同，即接收到声波回波信号的电压的峰峰值的大小不同，通过现有的声波信号分析仪可以探测出鱼群的种类以及大小。

以及给各单元供能的供电单元，电源为220v交流电源。

进一步的，所述鱼类诱集与探测系统还包括设置于所述回波信号接收单元与所述回波信号分析单元之间的信号处理电路，所述信号处理电路包括滤波电路、a/d转换电路、信号积分电路、测距电路，所述滤波电路、a/d转换电路、信号积分电路、测距电路均采用领域内的公知涉及。进一步的，所述鱼类诱集与探测系统还包括显示所述分析模块输出结果的显示单元。本发明在使用过程中可以通过发声单元产生100hz到500hz的扫频波或者不同周期与间隔时间脉冲波以及正弦波，还可以通过功率放大电路对声音大小进行调节，以方便控制实际声音辐射区域，进而了解在水下扬声器有效辐射区域内鱼类的情况。

下面通过具体实施例，对本发明做进一步说明。

电源通过开关给发声单元、功率放大单元供电，声音单元的输出端连接功率放大单元输入端口，功率放大电路输出端口链接水下扬声器，在水下扬声器上同时安装回波信号接收器，信号回波接收器与信号分析模块连接，方便实时监测鱼群诱集及驱散效果，又可以对诱集鱼类的种类、大小和位置等进行综合分析和判断。鱼类声音诱集与探测装置可以对声音信号的类型、大小、频率以及周期等进行调节，可以对诱集的鱼群的种类、大小和位置进行探测，具有以下功能：(1)可以对声音波形进行设置，产生低频扫频波、脉冲波和正弦波等。(2)声音音量的调节作用，通过功率放大电路的音量调节开关进行调节，满足不同范围内对鱼群的诱集与分析。(3)鱼群探测功能，可以通过回波信号的不同分析鱼群的类别、大小和位置，充分掌握诱集的信息，为海洋牧场和渔业提供更为丰富的鱼群信息。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。