专利名称：用于大型海洋观测浮标的声基阵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水下声学传感器装置，尤其涉及一种用于大型海洋观测浮标的声基阵。
背景技术：
海洋观测浮标是一种现代化的海洋观测装置，具有全天候、全天时稳定可靠的收集海洋环境资料(例如温度、盐度等)的能力，能实现数据的自动采集、自动标识和自动发送。当今我国海域布放的海洋资料浮标，以大型海洋观测浮标为主，大型海洋观测浮标(又称大浮标)直径达10米，桅杆高度达15米，是海上的庞然大物。大浮标有很多优势，可以抵御狂风巨浪，经受一般的撞击和人为破坏，不容易被拖走，是海洋观测的主要手段。声基阵是一种用于接收和监测水下噪声的传感器装置。声基阵的安装平台对于其接收性能有极大的影响，因而对于所在的监测环境有较高的要求。例如，在海况较为恶劣的情况下，现有的声基阵与锚链之间会发生碰撞产生严重的震动问题，而且由于海浪对大浮标的冲击较大，也会对声基阵产生较大的影响，使得声基阵的检测精度不高甚至无法正常工作，因此，目前几乎没有声基阵应用在大型海洋观测浮标上，现有的大型海洋观测浮标也仅限于观测温度、盐度等海洋环境资料。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于大型海洋观测浮标的声基阵，可有效地减少浮标震动带来的影响，降低噪声，且结构简单，安装方便。为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于大型海洋观测浮标的声基阵，所述声基阵包括支撑架，所述支撑架包括连接吊架和支撑杆，所述连接吊架包括互相连接的连接部件和吊挂部件，所述支撑杆通过所述连接部件首尾相连；悬挂绳，所述悬挂绳的一端与所述吊挂部件相连接，另一端与外部浮标相连接，从而将所述支撑架吊挂在所述外部浮标上；声传感器，通过减震座与所述支撑架相接设。进一步的，所述连接部件包括连接槽、销轴、挡板和减震套；所述连接槽上设有销孔，所述支撑杆的两端设有连接端，所述连接端上设有安装孔，所述销轴插接于所述连接槽的销孔和所述支撑杆的安装孔内，所述销轴通过挡板与所述连接槽相固定；所述减震套位于所述支撑杆的安装孔和所述销轴之间。进一步的，所述吊挂部件包括吊环；所述吊环与所述连接部件相连接，且所述悬挂绳的一端与所述吊环相连接。进一步的，所述声基阵还包括锚链，所述锚链的一端与所述外部浮标相连接，另一端穿过所述支撑架与锚相连接。[0014]进一步的，所述锚链包括第一段锚链，所述第一段锚链与所述外部浮标相连接，所述第一段锚链采用聚乙烯纤维材料且所述第一段锚链的长度大于所述支撑架与所述外部浮标之间的距离；第二段锚链，所述第二段锚链上覆盖有一高阻尼材料层，所述第二段锚链一端与第一段锚链相连接，另一端与所述锚相连接。进一步的，所述声基阵还包括导流罩，所述导流罩位于所述声传感器的外侧且与所述支撑杆相连接。进一步的，所述声基阵还包括电子罗盘，所述电子罗盘位于所述连接吊架上。进一步的，所述声基阵还包括深度传感器，所述深度传感器位于所述连接吊架上。进一步的，所述声基阵还包括防撞绳网，所述防撞绳网位于所述支撑架内并与所述支撑架相连接，所述防撞绳网与所述锚链相隔离。本实用新型提供的用于大型海洋观测浮标的声基阵，结构简单，安装方便，通过在声传感器与支撑杆之间采用减震座连接，减少声基阵的晃动对声传感器的影响，当浮标震动导致声基阵的支撑架的晃动时，可有效浮标震动带来的影响，降低噪声，提高声基阵的隐蔽性和生存能力，可用于大型海洋观测浮标。
图1为本实用新型提供的用于大型海洋观测浮标的声基阵在布放时的结构示意图；图2为本实用新型提供的一种用于大型海洋观测浮标的声基阵的结构示意图；图3为图2中I的局部放大示意图；图4为本实用新型提供的连接吊架的结构示意图；图5为本实用新型提供的支撑杆的剖面结构示意图；图6为本实用新型提供的用于大型海洋观测浮标的声基阵在回收时的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。本实用新型提供的用于大型海洋观测浮标的声基阵是一种用于接收和监测水下舰船噪声的传感器装置，可与大型海洋观测浮标结合使用。声基阵利用声学方法，通过监听靠近的舰船或其他物体发出的噪声，实现对敏感区域舰船的检测及方位估计，并将数据传输到控制中心加以分析处理。图1是本实用新型提供的用于大型海洋观测浮标的声基阵在布放时的结构示意图，图2为本实用新型提供的一种用于大型海洋观测浮标的声基阵的结构示意图，参见图1和图2所示，本实用新型提供的声基阵包括8个连接吊架21、8个支撑杆22、16个声传感器23和悬挂绳24。声基阵2通过悬挂绳24与浮标I的悬挂点13相连接，使声基阵2悬挂于直径为10米的浮标I底部的下方。8根支撑杆22通过连接吊架21的连接部件首尾相拼接形成正八边形的支撑架，每根支撑杆22上安装有两个声传感器23，在特定的实施方式中，声传感器23采用水听器(含前置放大滤波模块)作为声学信号的接收部件，用以采集舰船的辐射噪声，16个水听器均匀离散分布在直径9米的圆周上，形成一种圆形均匀离散分布的声基阵，这种结构便于制造和组装，同时可增加声基阵的强度。参见图3、图4和图5所示，连接吊架21包括连接部件和吊挂部件，连接部件包括连接槽211、销轴212、挡板213和减震套214，连接槽211上设有销孔。支撑杆22的两端设有连接端221，连接端221上设有两个安装孔222。支撑杆22的连接端221置于连接吊架21的连接槽211内，销轴212穿过连接槽211的销孔和安装孔222，并通过挡板213固定于连接槽211上，用以限制销轴轴向串动。减震套214安装于支撑杆22的安装孔222和销轴213之间，通过过渡配合，减少两者间的摩擦，起到一定的减震作用。在安装时，先将减震套214放入支撑杆22的安装孔222内，支撑杆22的连接端221放入连接吊架21的连接槽211内，调整连接吊架21和支撑杆22，使连接吊架21的连接槽211的销孔与减震套214的安装孔重合，将销轴212插入安装孔，挡板213的一端放入销轴212的限位槽内，用螺钉将挡板213固定即可。声传感器23通过减震座224安装于支撑杆22的主体223上，可以起到很好的减震作用，减震座224通过与支撑杆22的主体223相垂直放置的连接杆225与主体223相连接。导流罩226安装在声传感器23的外侧，并与支撑杆22的连接杆225相连接。导流罩226由玻璃钢制成，具有良好的透声性能，并具有很好的导流性能，可以减少海流对水听器的影响。悬挂绳24的一端系在四个连接吊架21的吊环216上，四个连接吊架21为A、C、E、G。吊环216通过连接臂215与连接吊架21的连接部件相连接。悬挂绳24穿过连接吊架21的吊环216，与浮标I的悬挂点13相连接，将整个支撑架悬挂于浮标I底部的下方8米处。悬挂绳24采用柔性材料的绳索，例如聚酯编织绳，可以提供足够的拉力和一定的弹性。通过柔性连接可有效的减少浮标的震动对声基阵的影响。继续参见图1，声基阵2还包括锚链25和防撞绳网26。锚链25的一端通过浮标I底部的锚链连接部14，另一端穿过支撑架所构成的中空区域与锚253相连接，并垂直伸向海底。锚链25包括第一段锚链251和第二段锚链252，第一段锚链251通过浮标I底部的锚链连接部，第二段锚链252与锚253相连接，且第一段锚链251的长度远大于所述支撑架与所述外部浮标之间的距离。为了进一步减小噪音，第一段锚链251采用高强度聚乙烯纤维制成，第二段锚链252上覆盖有一高阻尼材料层，可以消除锚链自身的噪音，并减轻对声基阵的碰撞。防撞绳网26包括一个直径为7米的绳圈261和8根连接绳262，用以防止锚链直接撞到声基阵2，增加声基阵2的生存能力。在安装时，先做一个直接为7米的绳圈261，在绳圈261上找8个均布的系点，用8根连接绳262的一端连接绳圈261的系点，另一端连接连接吊架21的吊环216，调整各段绳，使绳网绷紧，具有一定拉力，防撞绳网组装完成。优选的，安装于声基阵2的电子部件还可以包括电子罗盘(图未示)、水密盒(图未示)或深度传感器(图未示)等及其信号电缆。电子罗盘可实时提供水听器基阵的姿态和方向，便于对处理结果进行修正，辅助给出舰船的真方位。深度传感器可以给出声基阵上固定位置在水下的深度，对水下声基阵的姿态进行必要的监视。信号电缆可以将水听器信号、姿态信号和深度信号传入浮标内。电子罗盘、水密盒和深度传感器安装在相应的连接吊架上，信号电缆与声基阵连接的一端采用的是水下可插拔的连接器，水听器、电子罗盘和深度传感器也采用水下可插拔的连接器，两者对接后，即可达到水密和信号连接的作用。为了方便布放和回收声基阵2，在浮标I直径9米的圆周上均匀布设了四个直径200毫米的通海井，浮标I的平台上有四个绞盘11，4条收放绳12的一端与声基阵的四个连接吊架21的吊环216上，四个连接吊架21可为A、C、E、G，另一端分别从四个通海井穿过，系在浮标I平台的四个绞盘11上。四个绞盘11同时收收放绳12，将声基阵2收到浮标I底部，如图6所示。或者，将浮标I及声基阵2吊到海中，拉到工作海域后，四个绞盘11同时放收放绳12至工作深度，声基阵2布放完成。本实用新型提供的用于大型海洋观测浮标的声基阵的工作频带在1. 5kHz以下，具有较大的孔径，可以保证在水平面方向上对舰船目标进行有效的侦测，可用于大型海洋观测浮标，以便通过控制及信号处理系统，利用声学方法实现对敏感区域舰船的检测及方位估计，为浮标系统提供方位信息。本实用新型经过湖试和海试实验，在3级海况时，有效探测距离为8Km，并在四级海况下声基阵也能正常工作，达到了海洋公益性项目的预期要求，为大型海洋观测浮标与声基阵的结合提供了 一套有效的解决方案。以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述声基阵包括支撑架，所述支撑架包括连接吊架和支撑杆，所述连接吊架包括互相连接的连接部件和吊挂部件，所述支撑杆通过所述连接部件首尾相连；悬挂绳，所述悬挂绳的一端与所述吊挂部件相连接，另一端与外部浮标相连接，从而将所述支撑架吊挂在所述外部浮标上；声传感器，通过减震座与所述支撑架相接设。
2.根据权利要求1所述的用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述连接部件包括连接槽、销轴、挡板和减震套；所述连接槽上设有销孔，所述支撑杆的两端设有连接端，所述连接端上设有安装孔，所述销轴插接于所述连接槽的销孔和所述支撑杆的安装孔内，所述销轴通过挡板与所述连接槽相固定；所述减震套位于所述支撑杆的安装孔和所述销轴之间。
3.根据权利要求1所述的用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述吊挂部件包括吊环；所述吊环与所述连接部件相连接，且所述悬挂绳的一端与所述吊环相连接。
4.根据权利要求1所述的用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述声基阵还包括锚链，所述锚链的一端与所述外部浮标相连接，另一端穿过所述支撑架与锚相连接。
5.根据权利要求4所述的用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述锚链包括第一段锚链，所述第一段锚链与所述外部浮标相连接，所述第一段锚链采用聚乙烯纤维材料且所述第一段锚链的长度大于所述支撑架与所述外部浮标之间的距离；第二段锚链，所述第二段锚链上覆盖有一高阻尼材料层，所述第二段锚链一端与第一段锚链相连接，另一端与所述锚相连接。
6.根据权利要求1所述的用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述声基阵还包括导流罩，所述导流罩位于所述声传感器的外侧且与所述支撑杆相连接。
7.根据权利要求1所述的用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述声基阵还包括电子罗盘，所述电子罗盘位于所述连接吊架上。
8.根据权利要求1所述的用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述声基阵还包括深度传感器，所述深度传感器位于所述连接吊架上。
9.根据权利要求1所述的用于大型海洋观测浮标的声基阵，其特征在于，所述声基阵还包括防撞绳网，所述防撞绳网位于所述支撑架内并与所述支撑架相连接，所述防撞绳网与所述锚链相隔离。
专利摘要本实用新型涉及一种用于大型海洋观测浮标的声基阵，所述声基阵包括支撑架，所述支撑架包括连接吊架和支撑杆，所述连接吊架包括互相连接的连接部件和吊挂部件，所述支撑杆通过所述连接部件首尾相连；悬挂绳，所述悬挂绳的一端与所述吊挂部件相连接，另一端与外部浮标相连接，从而将所述支撑架吊挂在所述外部浮标上；声传感器，通过减震座与所述支撑架相接设。本实用新型提供的用于大型海洋观测浮标的声基阵，可有效地减少浮标震动带来的影响，降低噪声，且结构简单，安装方便。
文档编号G01H3/00GK202853735SQ20122049721
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者王麟煜, 余华兵, 孙长瑜, 方华, 王东江, 邹屹, 徐海宾 申请人:中国科学院声学研究所