一种船舶水下辐射噪声测量水听器悬挂系统及布放方法与流程

本发明属于船舶水下辐射测试的技术领域，特别涉及一种船舶水下辐射噪声测量水听器悬挂系统及布放方法。

背景技术：

水听器悬挂系统用于船舶水下辐射噪声测量水听器的安装，隔离海洋风浪环境振动噪声对测量水听器产生的干扰，确保测试数据的正确性。

随着中国船级社(ccs)船舶水下辐射噪声测量认证及入级工作的开展，民船的水下辐射噪声测试越来越广泛。ccs《船舶水下辐射噪声指南》及相关国军标中采用的测量悬挂系统是目前最常用的，示意如图1所示。

图1所示系统对于民用船舶水下辐射噪声测量具有以下不足：

1)系统在风浪及水流作用下易产生干扰

系统中末端悬挂水听器的信号电缆最终通过漂浮电缆连接到测量船上，漂浮电缆在海面风浪作用下起伏，对测量水听器产生干扰；同时，悬挂系统与测量船在风、流的作用下，存在相对的运动及作用力，系统电缆及牵引绳在水流冲击下容易产生抖动。这些振动会传递至测量水听器，导致测量结果中包含不属于被测船舶特性的水声信号，严重时甚至导致测试结果失真；

2)系统复杂，海上布设困难

漂浮电缆引入的风浪干扰可以通过浮球及不均匀的电缆布设等措施进行消除，但技术要求较高，漂浮电缆长度长，导致系统复杂，海上布设困难；

3)悬挂系统对测距系统要求高、加装复杂

悬挂系统中末端水听器在水平方向上距离浮球10m，在测试中如果采用测量浮球位置的系统来进行距离测量，其测距误差在10m，测量结果对距离进行修正时引入误差较大。为准确测量距离，该悬挂系统开展水面船舶水声测量时需要采用水下测距系统，对测距系统要求高；同时，被测船舶需要在测量前后分别进坞开展测距系统的加装及拆卸工作，增加了工作量。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述技术需求而提供一种船舶水下辐射噪声测量水听器悬挂系统及布放方法，风浪干扰小，消除漂浮电缆低频抖动，可用于10hz以上低频线谱的测试，海上布放便利。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种船舶水下辐射噪声测量水听器悬挂系统，其特征在于，包括设备容置机构、减振机构、测量机构，所述设备容置机构包括主浮筒、设备安装置顶盒、主浮筒压载重物块，所述主浮筒中心穿设主连接杆，所述主连接杆顶端与所述设备安装置顶盒相连，底端通过主绳索与所述主浮筒压载重物块相连；所述减振机构包括减振浮筒和减振压载重物块，所述减振浮筒中心穿设减振连接杆，所述减振连接杆顶端通过弹性绳与所述主绳索相连；所述测量机构包括水听器、支架和浮球，所述水听器与所述支架相连，支架顶端连接所述浮球，支架通过弹性绳与所述减振绳索相连，水听器通过电缆与设备安装置顶盒相连。

按上述方案，所述设备安装置顶盒包括容置盒体及盒体内安设的水听器数据采集仪、差分定位系统测量仪、直流电源及无线传输装置。

按上述方案，所述电缆分别缠绕在所述主绳索和减振绳索上，线缆未缠绕的部分间隔设有浮球。

一种船舶水下辐射噪声测量水听器悬挂系统的布放方法，其特征在于，包括如下内容：

s1)对水听器、水听器数据采集仪、差分定位系统测量仪、直流电源及无线传输装置进行系统调试；

s2)在实验室水池中或依据实际浮力差异在测试海域码头或海上对整个悬挂系统进行横倾、纵倾、中性浮力平衡及调整；

s3)将悬挂系统按照机构拆分，运输至测量船上，再重新组装完成，当测量船到达测量海区后，测量船停止；

s4)先将水听器及支架抛入海中，支架顺流漂浮，再将减振浮筒抛入海中，然后缓慢放下减振压载重物块，同时注意观察水听器及支架入水情况，最后利用起吊设备，将主浮筒、设备安装置顶盒、主浮筒压载重物块吊至水中，完成悬挂系统布放；

s5)对仪器设备进行系统调试后，开展试验海区水纹环境测量，系统调试正常后，开展船舶水下辐射噪声测量作业。

本发明的有益效果是：提供一种船舶水下辐射噪声测量水听器悬挂系统及布放方法，采用全漂浮式的系统设计方案，消除了由漂浮电缆受波浪起伏产生的干扰，采用二级减振及阻尼元器件提高了系统消除风浪噪声干扰的效果，实现系统固有频率低于5hz，扩大了系统水声低频线谱测量范围，可用于10hz以上低频线谱的测试；减小了系统的复杂性，利于海上布放；降低了对测距系统的要求，可以在满足精度的情况下采用差分定位系统设备进行定位、测距。

附图说明

图1为常用测量水听器悬挂系统示意图。

图2为本发明一个实施例的布放示意图。

其中：1.主浮筒，2.设备安装置顶盒，3.主浮筒压载重物块，4.主连接杆，5.主绳索，6.减振浮筒，7.减振压载重物块，8.减振连接杆，9.弹性绳，10.水听器，11.支架，12.浮球，13.电缆，14.减振绳索。

具体实施方式

现结合附图对本发明实施方式进行说明，本发明并不局限于下述实施例。

如图2所示，一种船舶水下辐射噪声测量水听器悬挂系统，包括设备容置机构、减振机构、测量机构，设备容置机构包括主浮筒1、设备安装置顶盒2、主浮筒压载重物块3，主浮筒中心穿设主连接杆4，主连接杆顶端与设备安装置顶盒相连，底端通过主绳索5与主浮筒压载重物块相连；减振机构包括减振浮筒6和减振压载重物块7，减振浮筒中心穿设减振连接杆8，减振连接杆顶端通过弹性绳9与主绳索相连；测量机构包括水听器10、支架11和浮球12，水听器与支架相连，支架顶端连接浮球，支架通过弹性绳与减振绳索14相连，水听器通过电缆13与设备安装置顶盒相连。

设备安装置顶盒包括容置盒体及盒体内安设的水听器数据采集仪、差分定位系统测量仪、直流电源及无线传输装置。

电缆分别缠绕在主绳索和减振绳索上，线缆未缠绕的部分间隔设有浮球。

本悬挂系统的布放方法，包括如下内容：

s1)对水听器、水听器数据采集仪、差分定位系统测量仪、直流电源及无线传输装置进行系统调试；

s2)在实验室水池中或依据实际浮力差异在测试海域码头或海上对整个悬挂系统进行横倾、纵倾、中性浮力平衡及调整；

s3)将悬挂系统按照机构拆分，运输至测量船上，再重新组装完成，当测量船到达测量海区后，测量船停止；

s4)先将水听器及支架抛入海中，支架顺流漂浮，再将减振浮筒抛入海中，然后缓慢放下减振压载重物块，同时注意观察水听器及支架入水情况，最后利用起吊设备，将主浮筒、设备安装置顶盒、主浮筒压载重物块吊至水中，完成悬挂系统布放；

s5)对仪器设备进行系统调试后，开展试验海区水纹环境测量，系统调试正常后，开展船舶水下辐射噪声测量作业。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种船舶水下辐射噪声测量水听器悬挂系统及布放方法，包括设备容置机构、减振机构、测量机构，设备容置机构包括主浮筒、设备安装置顶盒、主浮筒压载重物块，主浮筒中心穿设主连接杆，主连接杆顶端与设备安装置顶盒相连，底端通过主绳索与主浮筒压载重物块相连；减振机构包括减振浮筒和减振压载重物块，减振浮筒中心穿设减振连接杆，其顶端通过弹性绳与主绳索相连；测量机构包括水听器、支架和浮球，水听器与支架相连，支架顶端连接浮球，支架通过弹性绳与减振绳索相连，水听器通过电缆与设备安装置顶盒相连。本发明易于布设，抗干扰能力强，测量准确。

技术研发人员：柳勇;王冠;田波;袁兴军
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：2019.06.12
技术公布日：2019.10.08