專利名稱：數(shù)字化拖曳線列陣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水聲信號接收裝置，特別是涉及一種數(shù)字化拖曳線列陣裝置。
背景技術(shù)：
目前，常規(guī)的拖曳線列陣裝置有兩種:一種是模擬拖曳線列陣裝置，該裝置包括拖纜接頭、第一隔振段、含前置放大器的聲陣段、第二隔振段和尾部穩(wěn)定裝置。水聽器信號經(jīng)放大后以模擬信號形式通過拖纜傳送至母船上，由母船上的設(shè)備完成A/D變換；非聲傳感器信號也通過拖纜單獨(dú)傳送至母船上。模擬拖曳線列陣裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，其缺點(diǎn)是:信號傳輸過程中引入的干擾增大，非聲傳感器數(shù)量有限，并且拖纜的復(fù)雜性增加，難以應(yīng)用于大中型拖曳線列陣。另一種是數(shù)字傳輸拖曳線列陣裝置，該裝置包括拖纜接頭、隔振段1、數(shù)字段、含前置放大器的聲陣段、隔振段I1、尾部穩(wěn)定裝置。所有水聽器信號在數(shù)字段完成A/D變換，經(jīng)編碼后通過拖纜傳送至母船上；非聲傳感器信號通過拖纜單獨(dú)傳送至母船上。這種數(shù)字傳輸拖曳線列陣裝置與模擬拖曳線列陣裝置相比，減小了拖纜傳輸所引入的干擾，降低了拖纜的復(fù)雜性，其缺點(diǎn)是:隨著水聽器數(shù)目增多，不但增大了水聽器信號在聲陣段中傳輸?shù)母蓴_，而且增加了裝配布線的復(fù)雜度，同樣限制了非聲傳感器的數(shù)量，對于大中型線列陣的應(yīng)用，仍存在較大的不利因素。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)字化拖曳線列陣裝置，實(shí)現(xiàn)大量非聲傳感器信號和水聽器信號的同步采集，解決了大量非聲傳感器信號單獨(dú)傳輸而增加拖纜復(fù)雜性的問題。為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型提供一種數(shù)字化拖曳線列陣裝置，包括依次排列的轉(zhuǎn)接段、第一隔振段、數(shù)字段、至少一第一類聲陣段、至少一第二類聲陣段、第二隔振段和尾繩段；所述數(shù)字段控制所述第一類聲陣段和第二類聲陣段同步采樣，并將采樣數(shù)據(jù)打包發(fā)送至所述轉(zhuǎn)接段；所述轉(zhuǎn)接段通過拖纜接頭連接拖纜。上述數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其中，所述數(shù)字段包括尋的信號放大模塊、同步控制模塊和二基元；所述尋的信號放大模塊將所述二基元接收到的魚雷主動(dòng)尋的信號進(jìn)行放大濾波后上傳至所述轉(zhuǎn)接段；所述同步控制模塊發(fā)送同步控制信號至所述第一類聲陣段和第二類聲陣段，控制所述第一類聲陣段和第二類聲陣段同步采樣，并將采樣數(shù)據(jù)打包發(fā)送至所述轉(zhuǎn)接段。上述數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其中，所述同步控制模塊和尋的信號放大模塊均通過雙絞線與所述轉(zhuǎn)接段連接。上述數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其中，所述第一類聲陣段包括三元水聽器組、前置放大模塊、第一后置放大模塊、第一米集傳輸模塊、姿態(tài)傳感器和第一壓力傳感器；所述三兀水聽器組接收到的聲信號經(jīng)所述前置放大模塊放大、所述第一后置放大模塊濾波后傳輸至所述第一采集傳輸模塊，在所述第一采集傳輸模塊中進(jìn)行模數(shù)變換，所述姿態(tài)傳感器和第一壓力傳感器均將接收到的信號發(fā)送至所述第一采集傳輸模塊，在所述第一采集傳輸模塊中進(jìn)行模數(shù)變換，所述第一采集傳輸模塊將模數(shù)變換后的聲信號及所述姿態(tài)傳感器和第一壓力傳感器傳輸來的信號一并編碼發(fā)送到所述轉(zhuǎn)接段。上述數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其中，所述第一采集傳輸模塊通過雙絞線與所述轉(zhuǎn)接段連接。上述數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其中，所述第二類聲陣段包括單基元及前置放大器組合模塊、3DM傳感器模塊、第二后置放大模塊、第二采集傳輸模塊和第二壓力傳感器；所述單基元及前置放大器組合模塊接收到的聲信號送到所述第二后置放大模塊，經(jīng)所述第二后置放大模塊濾波后發(fā)送到所述第二采集傳輸模塊中進(jìn)行模數(shù)變換，所述3DM傳感器模塊和第二壓力傳感器均將接收到的信號發(fā)送至所述第二采集傳輸模塊，在所述第二采集傳輸模塊中進(jìn)行模數(shù)變換，所述第二采集傳輸模塊將模數(shù)變換后的聲信號及所述3DM傳感器模塊和第二壓力傳感器傳輸來的信號一并編碼發(fā)送到所述轉(zhuǎn)接段。上述數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其中，所述第二采集傳輸模塊通過雙絞線與所述轉(zhuǎn)接段連接。上述數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其中，所述數(shù)字化拖曳線列陣裝置的各段的外層均采用聚氨酯護(hù)套，所述護(hù)套內(nèi)部填充輕萘油。上述數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其中，所述數(shù)字化拖曳線列陣裝置的各段之間采用鈦合金連接器相連。本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置具有如下技術(shù)效果:1、本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置在水下完成水聽器信號和非聲傳感器(包括姿態(tài)傳感器、溫度傳感器、深度傳感器等)信號的A/D變換，通過編碼以數(shù)字信號形式進(jìn)行傳輸，克服了模擬拖曳線列陣的信號干擾和拖纜結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)；2、本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置在第一類聲陣段、第二類聲陣段內(nèi)實(shí)現(xiàn)水聽器信號的放大，濾波和A/D轉(zhuǎn)換，以雙絞線傳送至數(shù)字段，前置放大器和水聽器近距離安裝，并將數(shù)字信號線做屏蔽處理，解決了模擬信號、數(shù)字信號混合傳輸對水聽器信號的干擾，且解決了布線復(fù)雜等問題；3、本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置中聲陣段的采集傳輸控制模塊接收所有水聽器信號和非聲傳感器信號并進(jìn)行編碼，以雙絞線送至數(shù)字段，實(shí)現(xiàn)了大量非聲傳感器信號與水聽器信號的同步采集，適合于特殊要求拖曳線列陣的應(yīng)用，并且解決了大量非聲傳感器信號單獨(dú)傳輸而增加拖纜復(fù)雜性的問題；4、本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置通過聲陣段前后連接器插芯的設(shè)計(jì)，使得第一類聲陣段和第二類聲陣段可以任意組合，最多支持4個(gè)聲陣段；5、本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置的數(shù)字段中同步控制模塊發(fā)出同步指令，控制4個(gè)聲陣段同步采樣，并將4個(gè)聲陣段中的編碼數(shù)據(jù)整合到一起經(jīng)過轉(zhuǎn)接段通過光纖送到母船。

本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置由以下的實(shí)施例及附圖給出。[0022]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的數(shù)字化拖曳線列陣裝置的示意圖。圖2是本實(shí)用新型中數(shù)字段的示意圖。圖3是本實(shí)用新型中第一類聲陣段的示意圖。圖4是第一類聲陣段中三元水聽器組與姿態(tài)傳感器的排列結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的原理框圖。圖6是本實(shí)用新型中第二類聲陣段的示意圖。圖7是本實(shí)用新型中單基元及前置放大器組合模塊的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合圖1 圖7對本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置包括依次排列的轉(zhuǎn)接段、第一隔振段、數(shù)字段、至少一第一類聲陣段、至少一第二類聲陣段、第二隔振段和尾繩段；所述數(shù)字段控制所述第一類聲陣段和第二類聲陣段同步采樣，并將采樣數(shù)據(jù)打包發(fā)送至所述轉(zhuǎn)接段；所述轉(zhuǎn)接段通過拖纜接頭連接拖纜，該拖纜連接至母船。現(xiàn)以具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置:參見圖1，本實(shí)施例的數(shù)字化拖曳線列陣裝置包括依次排列的轉(zhuǎn)接段1、第一隔振段2、數(shù)字段3、第一第一類聲陣段4a、第二第一類聲陣段4b、第三第一類聲陣段4c、第二類聲陣段5、第二隔振段6和尾繩 段7 ；各段外層均采用聚氨酯(PU)護(hù)套，直徑為89mm、厚度為5mm，護(hù)套內(nèi)部填充輕萘油(液態(tài)石蠟)，各段之間采用鈦合金連接器相連；所述轉(zhuǎn)接段I通過拖纜接頭連接拖纜，該拖纜連接至母船，所述拖纜為光電拖纜。參見圖2，所述數(shù)字段3包括尋的信號放大模塊32、同步控制模塊35、直流5V電源模塊34、高壓電源模塊33和二基元31 ；所述尋的信號放大模塊32將所述二基元31接收到的魚雷主動(dòng)尋的信號進(jìn)行放大濾波后上傳至所述轉(zhuǎn)接段I ;所述同步控制模塊35發(fā)送同步控制信號至所述第一類聲陣段4和第二類聲陣段5，控制所述第一類聲陣段4和第二類聲陣段5同步采樣，并將采樣數(shù)據(jù)打包發(fā)送至所述轉(zhuǎn)接段I ;所述高壓電源模塊33與外部電源(母船上的電源)連接，將外部電源提供的直流100V-120V電壓降為48V，所述直流5V電源模塊34與所述高壓電源模塊33連接，將48V直流電壓降至5V直流電壓，所述直流5V電源模塊34為所述尋的信號放大模塊32、同步控制豐旲塊35和_■基兀31提供電壓。本實(shí)施例中，所述同步控制模塊35和尋的信號放大模塊32均采用雙絞線與所述轉(zhuǎn)接段I連接。所述轉(zhuǎn)接段I將所述數(shù)字段3以雙絞線輸出的編碼信號轉(zhuǎn)換為復(fù)合ATM協(xié)議的串行信號，通過1500米光電拖纜送給母船。本實(shí)施例中，所述同步控制模塊35提供16KHz A/D變換同步時(shí)鐘，共4路，分別傳給后面的4個(gè)聲陣段，同步把4個(gè)聲陣段發(fā)過來的IOOMBaud串行編碼信號整合，以200MBaud串行編碼速度通過雙絞線送至所述轉(zhuǎn)接段I中。[0041]參見圖3，所述第一類聲陣段包括三元水聽器組41、前置放大模塊42、第一后置放大模塊43、第一米集傳輸模塊44、姿態(tài)傳感器45、第一壓力傳感器46和第一電源模塊47 ；所述三元水聽器組41接收到的聲信號經(jīng)所述前置放大模塊42放大、所述第一后置放大模塊43濾波后傳輸至所述第一采集傳輸模塊44，在所述第一采集傳輸模塊44中進(jìn)行模數(shù)(A/D)變換，所述姿態(tài)傳感器45和第一壓力傳感器46均將接收到的信號發(fā)送至所述第一采集傳輸模塊44，在所述第一采集傳輸模塊44中進(jìn)行A/D變換，所述第一采集傳輸模塊44將A/D變換后的聲信號及所述姿態(tài)傳感器45和第一壓力傳感器46傳輸來的信號一并編碼發(fā)送到所述轉(zhuǎn)接段I ;所述第一電源模塊47為所述三元水聽器組41、前置放大模塊42、第一后置放大模塊43、第一米集傳輸模塊44、姿態(tài)傳感器45和第一壓力傳感器46提供電壓。以96個(gè)水聽器為例，介紹所述第一類聲陣段:參見圖4，所述三元水聽器組41包括三個(gè)水聽器411，所述三個(gè)水聽器411圍城一個(gè)圓周，所述三個(gè)水聽器411均勻分布在該圓周上；參見圖4和圖5，每四個(gè)三元水聽器組共用一個(gè)前置放大模塊42，一個(gè)前置放大模塊42與一個(gè)第一后置放大模塊43相對應(yīng)，每兩個(gè)前置放大模塊42共用一個(gè)第一采集傳輸模塊44，由于一個(gè)三元水聽器組可接收三個(gè)通道的聲信號，因此，每個(gè)前置放大模塊42可接收12個(gè)通道的聲信號；每兩個(gè)姿態(tài)傳感器45共用一個(gè)第一采集傳輸模塊44 ;第一壓力傳感器46與其中一個(gè)第一米集傳輸模塊44連接；96個(gè)水聽器按(32X3)結(jié)構(gòu)排列，每間隔四個(gè)三元水聽器組41安裝一個(gè)姿態(tài)傳感器45,前置放大模塊42靠近三兀水聽器組安裝,第一后置放大模塊43、第一米集傳輸模塊44、壓力傳感器模塊46及第一電源模塊47安裝在三元組水聽器之間，各模塊位置根據(jù)導(dǎo)線最短的原則分布。參見圖6，所述第二類聲陣段5包括單基元及前置放大器組合模塊51、3DM傳感器模塊54、第二后置放大模塊52、第二米集傳輸模塊53、第二壓力傳感器55及第二電源模塊56 ；所述單基元及前置放大器組合模塊51接收到的聲信號送到所述第二后置放大模塊52，經(jīng)所述第二后置放大模塊52濾波后發(fā)送到所述第二采集傳輸模塊53中進(jìn)行A/D變換，所述3DM傳感器模塊54和第二壓力傳感器55均將接收到的信號發(fā)送至所述第二采集傳輸模塊53，在所述第二采集傳輸模塊53中進(jìn)行A/D變換，所述第二采集傳輸模塊53將A/D變換后的聲信號及所述3DM傳感器模塊54和第二壓力傳感器55傳輸來的信號一并編碼發(fā)送到所述轉(zhuǎn)接段I ;所述第二電源模塊56為所述單基元及前置放大器組合模塊51、3DM傳感器模塊
54、第二后置放大模塊52、第二米集傳輸模塊53和第二壓力傳感器55提供電壓。參見圖7，一個(gè)所述單基元及前置放大器組合模塊51包括一個(gè)水聽器511和一個(gè)前置放大器512，所述前置放大器512與所述水聽器511橫向靠近安裝。所述單基元及前置放大器組合模塊51、3DM傳感器模塊54、第二后置放大模塊52、第二采集傳輸模塊53和第二壓力傳感器55的排列方式類似于所述第一類聲陣段，在此不再詳細(xì)描述,排布方式依據(jù)具體情況確定。本實(shí)施例設(shè)有4個(gè)聲陣段，但本實(shí)用新型不限于此，可以少于4個(gè)聲陣段，且可由第一類聲陣段和第二類聲陣段任意組合。
權(quán)利要求1.種數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，包括依次排列的轉(zhuǎn)接段、第一隔振段、數(shù)字段、至少一第一類聲陣段、至少一第二類聲陣段、第二隔振段和尾繩段；所述數(shù)字段控制所述第一類聲陣段和第二類聲陣段同步采樣，并將采樣數(shù)據(jù)打包發(fā)送至所述轉(zhuǎn)接段；所述轉(zhuǎn)接段通過拖纜接頭連接拖纜。
2.權(quán)利要求1所述的數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，所述數(shù)字段包括尋的信號放大模塊、同步控制模塊和二基元； 所述尋的信號放大模塊將所述二基元接收到的魚雷主動(dòng)尋的信號進(jìn)行放大濾波后上傳至所述轉(zhuǎn)接段； 所述同步控制模塊發(fā)送同步控制信號至所述第一類聲陣段和第二類聲陣段，控制所述第一類聲陣段和第二類聲陣段同步采樣，并將采樣數(shù)據(jù)打包發(fā)送至所述轉(zhuǎn)接段。
3.權(quán)利要求2所述的數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，所述同步控制模塊和尋的信號放大模塊均通過雙絞線與所述轉(zhuǎn)接段連接。
4.權(quán)利要求1所述的數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，所述第一類聲陣段包括三元水聽器組、前置放大模塊、第一后置放大模塊、第一采集傳輸模塊、姿態(tài)傳感器和第一壓力傳感器； 所述三元水聽器組接收到的聲信號經(jīng)所述前置放大模塊放大、所述第一后置放大模塊濾波后傳輸至所述第一采集傳輸模塊，在所述第一采集傳輸模塊中進(jìn)行模數(shù)變換，所述姿態(tài)傳感器和第一壓力傳感器均將接收到的信號發(fā)送至所述第一采集傳輸模塊，在所述第一采集傳輸模塊中進(jìn)行模數(shù)變換，所述第一采集傳輸模塊將模數(shù)變換后的聲信號及所述姿態(tài)傳感器和第一壓力傳感器傳輸來的信號一并編碼發(fā)送到所述轉(zhuǎn)接段。
5.權(quán)利要求4所述的數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，所述第一采集傳輸模塊通過雙絞線與所述轉(zhuǎn)接段連接。
6.權(quán)利要求1所述的數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，所述第二類聲陣段包括單基元及前置放大器組合模塊、3DM傳感器模塊、第二后置放大模塊、第二采集傳輸模塊和第二壓力傳感器； 所述單基元及前置放大器組合模塊接收到的聲信號送到所述第二后置放大模塊，經(jīng)所述第二后置放大模塊濾波后發(fā)送到所述第二采集傳輸模塊中進(jìn)行模數(shù)變換，所述3DM傳感器模塊和第二壓力傳感器均將接收到的信號發(fā)送至所述第二采集傳輸模塊，在所述第二采集傳輸模塊中進(jìn)行模數(shù)變換，所述第二采集傳輸模塊將模數(shù)變換后的聲信號及所述3DM傳感器模塊和第二壓力傳感器傳輸來的信號一并編碼發(fā)送到所述轉(zhuǎn)接段。
7.權(quán)利要求6所述的數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，所述第二采集傳輸模塊通過雙絞線與所述轉(zhuǎn)接段連接。
8.權(quán)利要求1所述的數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，所述數(shù)字化拖曳線列陣裝置的各段的外層均采用聚氨酯護(hù)套，所述護(hù)套內(nèi)部填充輕萘油。
9.權(quán)利要求1所述的數(shù)字化拖曳線列陣裝置，其特征在于，所述數(shù)字化拖曳線列陣裝置的各段之間采用鈦合金連接器相連。
專利摘要本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置包括依次排列的轉(zhuǎn)接段、第一隔振段、數(shù)字段、至少一第一類聲陣段、至少一第二類聲陣段、第二隔振段和尾繩段；所述數(shù)字段控制所述第一類聲陣段和第二類聲陣段同步采樣，并將采樣數(shù)據(jù)打包發(fā)送至所述轉(zhuǎn)接段；所述轉(zhuǎn)接段通過拖纜接頭連接拖纜。本實(shí)用新型的數(shù)字化拖曳線列陣裝置實(shí)現(xiàn)大量非聲傳感器信號和水聽器信號的同步采集，解決了大量非聲傳感器信號單獨(dú)傳輸而增加拖纜復(fù)雜性的問題。
文檔編號G08C19/00GK202928607SQ201220336669
公開日2013年5月8日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者尹子源 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二六研究所