基于分布式光纤的舰船外壳定损系统的制作方法

1.本实用新型属于舰船外壳定损技术领域，尤其是涉及一种基于分布式光纤的舰船外壳定损系统。


背景技术：

2.中国海军舰艇部队是中国人民解放军战斗序列里随新共和国共同成长的一支年轻而又光荣的部队，是中国海军的中坚力量，自其成立之初先后参与了西沙海战、南沙海战等战争，创造了小舰打大舰的奇迹，并均取得了突出的胜利。在当今世界经济一体化的背景下，海洋的重要性不言而喻，而舰艇部队正是保卫维护国家海洋权益的主导部队。鉴于舰艇部队的重要性，舰艇装备的优劣直接影响到军队战力及名族复兴大业。
3.鉴于战争的复杂与残酷性，战争中舰艇难免会受到敌对方导弹或鱼雷的攻击。舰艇在受到导弹或鱼雷攻击而破损会导致诸多问题，例如燃油和淡水泄漏、供电和通讯线缆中断，并且位于水平面以下的破损处将会出现大量海水倒灌的情况，情况严重时还会出现舰艇丧失战斗力、倾覆、沉没等恶性事件。
4.现代舰艇通常由众多密封仓构成，相互之间可以密封隔离，如果舰艇在受到攻击后指挥员能快速了解被攻击位置以及创面大小等信息，破损处就能够及时得到修补，能够避免舰艇出现丧失战斗力、倾覆、沉没等严重事件发生，有效提高舰艇的战斗力。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种基于光纤的舰船外壳定损系统。
6.为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
7.一种基于分布式光纤的舰船外壳定损系统，包括布设于舰艇外壳内壁的至少一张光纤定损网，每张光纤定损网至少包括两条光纤，且每条光纤均连接于控制系统，所述的控制系统中存储有每条光纤的长度与舰艇坐标位置的对应关系，且所述的控制系统用于根据每条光纤的长度确定破损位置和/或破损范围，所述光纤定损网的网孔边长为15-30cm。
8.在上述的基于分布式光纤的舰船外壳定损系统中，所述的控制系统包括一台或多台光纤定损系统和连接于所述光纤定损系统的控制平台，所有光纤的一端或两端分别连接于所述光纤定损系统的信号通道。
9.在上述的基于分布式光纤的舰船外壳定损系统中，每张光纤定损网包括至少四条光纤，且所述的控制系统用于根据每条光纤的长度确定破损位置和/或破损范围。
10.在上述的基于分布式光纤的舰船外壳定损系统中，每张光纤定损网分别由四条光纤回旋交错构成，且每张光纤定损网四条光纤的一端连接至光纤定损系统后分别由上至下左右回旋、由左至右上下回旋、由右至左上下回旋、由下至上左右回旋交错以构成所述的光纤定损网。
11.在上述的基于分布式光纤的舰船外壳定损系统中，每张光纤定损网分别由两条光纤回旋交错构成，且每张光纤定损网中一条光纤横向回旋，另一条光纤纵向回旋，每条光纤
的两端分别连接至光纤定损系统的两个信号通道。
12.在上述的基于分布式光纤的舰船外壳定损系统中，所述的舰艇包括多个舱室，且每个舱室的外壳内壁布设一张或多张光纤定损网；
13.在上述的基于分布式光纤的舰船外壳定损系统中，每张光纤定损网的网孔边长为20-30cm。
14.在上述的基于分布式光纤的舰船外壳定损系统中，每张光纤定损网的网孔边长为20-25cm。
15.本实用新型的优点在于：利用舰艇的场景特殊性，将分布式光纤系统应用至舰艇外壳的破损定位，能够帮助实现舰艇外壳破损的快速定位和创面大小估算，有效保障舰艇部队的安全运作，提高舰艇部队的作战能力。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例一中光纤的分布示意图；
17.图2为本实用新型实施例一中部分舰艇模型坐标图示意图；
18.图3为本实用新型实施例二中光纤的分布示意图；
19.附图说明：光纤定损系统1；控制平台2；光纤3；光纤定损网4。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
21.实施例一
22.如图1所示，本实施例提供了一种基于光纤的舰船外壳定损系统，包括布设于舰艇外壳内壁的至少一张光纤定损网4，每张光纤定损网4包括至少两光纤3，本实施例以四条光纤为例，且每条光纤3均连接于控制系统，控制系统中存储有每条光纤3的长度与舰艇坐标位置的对应关系，且控制系统用于根据每条光纤3的长度确定破损位置和破损范围。
23.控制系统包括一台或多台光纤定损系统1和连接于光纤定损系统1的控制平台2，所有光纤3的一端分别连接于光纤定损系统1的一个信号通道。可以将一艘舰船按区域划分为多个区域，每个区域布置一张光纤定损网4。当然也可以以舱室为单位划分，如在每个舱室中布置一张光纤定损网4，或者在每个舱室中可能遭攻击破损的每一面舱壁上分别布置一张光纤定损网4。光纤定损系统可以采用四通道的，这样每张光纤定损网4连接一个光纤定损系统1，各个光纤定损系统1又分别通过通讯电缆或光缆将信息实时上传至控制平台2。
24.具体地，本实施例中按照网孔长宽15-30cm左右布设光纤定损网4，如按照25cm的网孔布置光纤定损网4，每平方米监测区域需8米的光纤3，如使用1km、4通道光纤定损系统，就约可以实时监测500平方米的舰船外壳，足够一个舱室外壳的完整监测。
25.具体地，本实施例每张光纤定损网4分别由四条光纤3回旋交错构成，且每张光纤定损网4四条光纤3的一端连接至光纤定损系统1后分别由左至右上下回旋、由上至下左右回旋、由下至上左右回旋、由右至左上下回旋交错以构成网孔在25cm长度左右的光纤定损网4。
26.由于舰船以及场景特殊性，舰船在受到导弹或鱼雷攻击时，会在舰船外壳炸开一个窟窿，同时会在光纤定损网4上切断四根光纤3，光纤定损系统4实时监测出断裂光纤的长
度，控制平台2根据四个预标定的每条光纤3的长度与舰艇坐标位置的对应关系就可以得到四个破损坐标，然后根据四个破损坐标算出破损范围。当然在实际投入时，为了提高破损范围的精度，可以增加光纤数量，随着光纤数量的增加，在同一个破损窟窿下，破损坐标也会随之增加，当破损坐标数量增加到一定数量时，可以通过使用破损坐标点进行拟合的方式得到一个更精确地破损范围。
27.在确定破损范围的时候可以通过以下两种方式确定：
28.1)依次连接破损坐标得到一个多边形，做一个包含多边形在内的最小圆作为所述的破损范围；
29.2)拟合所有破损坐标点得到拟合曲线作为所述的破损范围。
30.在破损坐标多于一定值的时候，如10个，可以采用第二种方式，在破损坐标少于一定值的时候，可以采用第一种方式。
31.当然，本方案需要事先预标定每条光纤3长度与舰艇坐标位置的对应关系，具体方式如下：
32.a.获取舰艇外壳的模型图；
33.b.为模型图生成舰艇坐标以获得舰艇模型坐标图；舰艇坐标的生成规则可以由用户自定义也可以由系统按照默认规则生成，例如坐标为abcd，a表示舱室(区域)位置，b表示哪一面外壳壁，c表示y轴长度，即高度，d表示x轴长度，即面向外壳壁时该位置至左边端部的距离；
34.c.在舰艇模型坐标图中预置一张或多张包括光纤3数量和光纤3走向的光纤定损网4,以及每条光纤3所连接的光纤定损系统1及其信号通道；在布设的时候，用户可以先根据舰艇模型坐标图在舰艇外壳上标上坐标及部分坐标点，这样用户在布设光纤3的时候，就能够更快速准确地布置光纤。
35.舰艇模型坐标图中还在若干坐标点上标记相应光纤的相应预置长度，由于每张光纤定损网4中的几条光纤会有交叉的情况，所以这里优选在没有交叉的坐标点处标记相应光纤的相应预置长度，每根光纤护套上都标记有长度值，所以用户在布置的时候可以通过比对光纤护套上的长度值和标记长度进行自我核对，保证布设无误。图2是本实施例关于部分舰艇模型坐标图的示意图，图中给出了部分坐标点的坐标、预置的其中一条光纤走向以及部分坐标点处的预置光纤长度。
36.d.在用户根据舰艇模型坐标图布设光纤定损网4后并核对无误后记录步骤c中的预置信息。例如用户可以在布设结束后挑选几个坐标点比对该坐标点处预置的光纤长度和实际光纤长度进行核对，再例如检测每个通道检测到的光纤长度与预置的光纤长度是否一致等进行核对，核对无误后点击布置完毕即可。
37.使用本实施例基于分布式光纤的舰船外壳定损系统进行舰船外壳定损方法如下：
38.s1.实时检测所有光纤3长度，并在检测到有光纤3长度改变时(即有通道检测到的光纤长度改变时)获取所有长度改变的断裂光纤3(即获取所有检测长度改变的通道)；
39.s2.调取具有每条光纤3长度与舰艇坐标位置对应关系的对应关系表；
40.s3.检测断裂光纤3的当前长度，并根据当前长度和对应关系表获取舰艇的所有破损坐标；
41.s4.根据所有断裂光纤3所属的光纤定损网4确定一个或多个破损区域，且分别根
据同属于相应光纤定损网4的破损坐标确定每个相应破损区域的破损位置及破损范围，即每个光纤定损网4确定一个破损区域，每个破损区域的破损位置和破损范围根据相应破损区域光纤定损网4的破损坐标分别计算。
42.进一步地，步骤s4具体包括：
43.s41.若一张光纤定损网4中部分光纤3断裂则给出可能破损结论和可能破损位置；由于战舰的特殊性，其遭到攻击后出现的大概率是呈窟窿状的，会把所有光纤扯断，但是也不排除其中一两根光纤并未断裂的情况，所以在检测到部分光纤断裂时，给出可能破损的结论。
44.若一张光纤定损网4中全部光纤3断裂则获取四个破损坐标，根据四个破损坐标确定破损位置并执行步骤s42；
45.s42.依次连接破损坐标得到一个四边形，做一个包含四边形在内的最小圆作为破损范围。
46.在该光纤定损网因为遭到攻击而断裂的情况下能够大体重现破损处的准确坐标位置以及破损面积大小，能够有效避免因为无法快速准确获取破损位置及破损面积而导致无法及时修补舰艇最终导致舰艇倾覆、沉没、战斗力丧失等问题。本方案通过特殊的分布方式使用两条光纤构成一个光纤定损网4即可实现破损范围的确认，并且一张网只占用了光纤定损系统4的四个通道，避免系统庞杂，简化系统结构，同时由于光纤数量少，能够加快破损位置及破损范围的获取速度，为舰艇维修争取更多的时间。
47.实施例二
48.如图3所示，本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例每张光纤定损网4分别由两条光纤3回旋交错构成，且每张光纤定损网4中一条光纤3横向回旋，另一条光纤3纵向回旋，每条光纤3的两端分别连接至光纤定损系统1的两个信号通道。光纤定损系统1从两端分别获取光纤3的长度，在未断裂时，同一光纤两端连接的两个通道所检测到的光纤长度是一样的，在光纤断裂后，两个通道所检测的光纤大概率是不一样的。若舰艇遭到攻击被炸开个窟窿，两根光纤会被切断，会获得四个破损坐标，控制平台2便可以根据这四个破损坐标确定破损范围。
49.破损范围的确定方式与实施例一类似，即依次连接破损坐标得到一个四边形，做一个包含四边形在内的最小圆作为破损范围。
50.本方案通过另一种特殊的分布方式只使用两条光纤构成一个光纤定损网4即可实现破损范围的确认，并且一张网只占用了光纤定损系统4的四个通道，避免系统庞杂，简化系统结构，同时由于光纤数量少，能够加快破损位置及破损范围的获取速度，为舰艇维修争取更多的时间。
51.关于光纤3长度的测量方法可以由本领域技术人员根据需要选择即可，如激光相位法和锁模法等。
52.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
53.尽管本文较多地使用光纤定损系统1；控制平台2；光纤3；光纤定损网4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新
型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。