一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置和方法与流程

本发明涉及一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置和方法。

背景技术：

随着声纳技术的发展，采用多传感器组阵构成线阵的运用方式越来越广泛，随之而来的测量工作量越来越大。因为阵元数量的增加，成阵以后对各阵元系统灵敏度的测试工作量巨大，测试时间长达数天甚至数周，其测试一般采用阵元和标准水听器进行比测，测量原理如图1所示。

测量时要求待测阵元、标准水听器在同一深度且相对位置固定，由于水下难于保证两者同一深度和固定位置，一般采取标准水听器和待测阵元固定在一起（一般用白布带捆扎固定，确保测试对象是指定阵元），因此每测量完一个阵元都必须将阵元出水面，取下标准水听器重新固定在下一个阵元上，导致测量效率低下，周期过长，尤其是阵元数量多时更加明显，一般大概0.5小时才可以测量一个阵元。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置和方法，用于解决现有测量方法测试效率低和测试周期长的问题。

为了解决上述问题，本发明要解决的技术方案为：

一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置，包括测量船，测量船上设有放线线盘，线阵缠绕在放线线盘上，线阵上设有多个阵元，测量船上设有摄像显示装置、水下测量系统和发射机，测量船通过固定绳与设置在水下的摄像机、水听器和声源连接，摄像机、水听器和声源通过电缆分别与摄像显示装置、水下测量系统和发射机连接，水听器连接测量船的固定绳与线阵之间设有间隔装置。

还包括收线线盘，线阵一端缠绕与收线线盘上，滑轮设有在线阵上，滑轮与第一配重块固定连接。

在水听器下端连接有第二配重块。

所述间隔装置包括滑环。

所述间隔装置包括支架，支架内设有两个槽轮，线阵设置在两个槽轮之间，在水听器连接测量船的固定绳上外套有环套，环套通过限位杆与支架固定连接，在环套上连接有多个顶丝，环套通过接杆与舵片固定连接。

先利用间隔装置将线阵与水听器限制在一定距离内，而后利用摄像机观察阵元位置，当待测阵元与标准水听器在同一深度时，开启声源进行测量数据采集，采集完，将后一个待测阵元下放到同一位置进行测量，如果水深足够，可以很快测量完整个线阵。

如果线阵太长或者水深不够，则由收线线盘对线阵进行回收，由滑轮和第一配重块让线阵保持处于垂直姿态。

本发明的有益效果是：

1、利用水下摄像机观察阵元位置，使测量装置安装简单，测量速度快，效率高。

2、利用间隔装置限制线阵和标准水听器距离，使其满足测量要求。

3、增加自动配重滑轮和缆盘可测量超长线阵，适用性好。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为对现有线阵阵元灵敏度测量原理的结构示意图，

图2为本发明的结构示意图，

图3为本发明的结构示意图，

图4为本发明关于间隔装置的结构示意图。

图中：测量船1、摄像显示装置2、线阵信号采集系统3、放线线盘4、水下测量系统5、发射机6、间隔装置7、水听器8、声源9、第二配重块10、阵元11、线阵12、摄像机13、固定绳14、收线线盘15、滑轮16、第一配重块17、滑环70、槽轮71、支架72、限位杆73、环套74、顶丝75、舵片76、接杆77。

具体实施方式

如图2所示，一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置，包括测量船1，测量船1上设有放线线盘4，线阵12缠绕在放线线盘4上，第一配重块17连接在线阵12下端，线阵12上设有多个阵元11，测量船1上设有摄像显示装置2、水下测量系统5、发射机6、线阵信号采集系统3，测量船1通过固定绳14与设置在水下的摄像机13、水听器8和声源9连接，摄像机13、水听器8和声源9通过电缆分别与摄像显示装置2、水下测量系统5和发射机6连接，水听器8连接测量船1的固定绳14与线阵12之间设有间隔装置7，间隔装置7将水听器8和线阵7之间间距控制在5cm~10cm内。

本发明的工作原理为：

在标准水听器8附近不影响测量即可增加一个与固定绳14垂直的间隔装置7，间隔装置7将线阵12与标准水听器8限制在一定距离内但不随线阵12移动。测量前，利用水下摄像机13观察阵元11位置，当待测阵元11与标准水听器8在同一深度时，开启声源9进行测量数据采集，采集完，将后一个待测阵元11下放到同一位置进行测量，如果水深足够水深20m以上，可以很快测量完整个线阵12。实际测量基本2分钟可以测量完一个阵元11，比传统测量方法快15倍。

还包括收线线盘15，线阵12一端缠绕与收线线盘15上，滑轮16设有在线阵12上，滑轮16与第一配重块17固定连接。如果线阵12太长或者水深不够水深小于20m，线阵12不能一直往下放，可以采取图3所示增加滑轮16和第一配重块17的方式进行。线阵12通过收线线盘15回收进行持续测量。第一配重块17可放置在池底，通过自重始终保持在较低位置，线阵12受其影响测量位置保持接近垂直姿态。

在水听器8下端连接有第二配重块10。第二配重块10能够保持水听器8垂直。

如图4所示，所述间隔装置7包括滑环70。可以是简单的塑料扎带，也可以是其他轻型材料，直径20cm左右，具体可根据线阵12直径灵活选取，这种间隔装置7方便制造和安装。

所述间隔装置7包括支架72，支架72内设有两个槽轮71，线阵12设置在两个槽轮71之间，在水听器8连接测量船1的固定绳14上外套有环套74，环套74通过限位杆73与支架72固定连接，在环套74上连接有多个顶丝75，环套74通过接杆77与舵片76固定连接。两个槽轮71之间能够确保线阵12能够顺畅移动，限位杆73保持水听器8与线阵12之间间距不变，舵片76能够减少水听器8和线阵12在水中因水流变化的扰动。

技术特征：

1.一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置，包括测量船（1），测量船（1）上设有放线线盘（4），线阵（12）缠绕在放线线盘（4）上，线阵（12）上设有多个阵元（11），测量船（1）上设有摄像显示装置（2）、水下测量系统（5）、发射机（6）和线阵信号采集系统（3），其特征在于：测量船（1）通过固定绳（14）与设置在水下的摄像机（13）、水听器（8）和声源（9）连接，摄像机（13）、水听器（8）和声源（9）通过电缆分别与摄像显示装置（2）、水下测量系统（5）和发射机（6）连接，水听器（8）连接测量船（1）的固定绳（14）与线阵（12）之间设有间隔装置（7）。

2.根据权利要求1所述的一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置，其特征在于：还包括收线线盘（15），线阵（12）一端缠绕与收线线盘（15）上，滑轮（16）设有在线阵（12）上，滑轮（16）与第一配重块（17）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置，其特征在于：在水听器（8）下端连接有第二配重块（10）。

4.根据权利要求1到3任一项所述的一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置，其特征在于：所述间隔装置（7）包括滑环（70）。

5.根据权利要求1到3任一项所述的一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置，其特征在于：所述间隔装置（7）包括支架（72），支架（72）内设有两个槽轮（71），线阵（12）设置在两个槽轮（71）之间，在水听器（8）连接测量船（1）的固定绳（14）上外套有环套（74），环套（74）通过限位杆（73）与支架（72）固定连接，在环套（74）上连接有多个顶丝（75），环套（74）通过接杆（77）与舵片（76）固定连接。

6.一种使用权利要求1到3任一项所述长线阵（12）阵元（11）灵敏度的快速测量装置的方法，其特征在于：如果水深足够，则先利用间隔装置（7）将线阵（12）与水听器（8）限制在一定距离内，而后利用摄像机（13）观察阵元（11）位置，当待测阵元（11）与标准水听器（8）在同一深度时，开启声源（9）进行测量数据采集，采集完，将下一个待测阵元（11）下放到同一位置进行测量。

7.根据权利要求6引用权利要求2所述的一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量方法，其特征在于：如果线阵（12）太长或者水深不够，则由收线线盘（15）对线阵（12）进行回收，由滑轮（16）和第一配重块（17）让线阵（12）保持处于垂直姿态。

技术总结
一种基于水下摄像机的长线阵阵元灵敏度的快速测量装置和方法，包括测量船，测量船上设有放线线盘，线阵缠绕在放线线盘上，线阵上设有多个阵元，测量船上设有摄像显示装置、水下测量系统和发射机，测量船通过固定绳与设置在水下的摄像机、水听器和声源连接，摄像机、水听器和声源通过电缆分别与摄像显示装置、水下测量系统和发射机连接，水听器连接测量船的固定绳与线阵之间设有间隔装置。本发明用于解决现有测量方法测试效率低和测试周期长的问题。

技术研发人员：杨忠涛;曹俊
受保护的技术使用者：中船重工海声科技有限公司
技术研发日：2021.04.12
技术公布日：2021.08.10