專利名稱：海洋環(huán)境噪聲測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下噪聲測量裝置，尤其是一種海洋環(huán)境噪聲測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的水下噪聲測量，一是采用工作船或水面浮標(biāo)懸掛或拖帶方式，二是采用岸站方式。前一方法中，測量水聽器直接從工作船上吊入水中，或者通過減震裝置拖帶在船后，信號通過電纜傳送到工作船上進(jìn)行記錄和分析，也有的利用水面浮標(biāo)代替工作船，測量水聽器懸掛在水面浮標(biāo)下面，信號通過電纜傳送到水面浮標(biāo)上再通過無線電波發(fā)送到工作船或岸邊實驗站上進(jìn)行記錄和分析。上述這些方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備比較簡單，操作較易，測量直觀，成本較低，適于各類海區(qū)，特別是深海區(qū)的應(yīng)用。但是，這些方法，在很多情況下，很難將需要測量的噪聲與各種干擾區(qū)別開。這些干擾包括工作船的機(jī)械噪聲，水流流過船體或浮標(biāo)體的環(huán)流噪聲，海面波浪式浮體搖動引起的電纜抖動和水聽器移動所產(chǎn)生的干擾等等，往往帶來很大的測量誤差，在高海況下更是無法測量。用岸站方式，測量水聽器錨定在海底，信號通過海底電纜傳送到岸上的測量站上進(jìn)行記錄分析，如大西洋水下實驗與鑒定中心的水下噪聲測量系統(tǒng)，這種方法可有效地克服上述缺點(diǎn)，但其工程龐大復(fù)雜，缺乏機(jī)動性，只能用于個別的近海環(huán)境和專門的試驗場區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是徹底克服水下噪聲測量中電纜傳輸帶來的弊端，提供一種海洋環(huán)境噪聲測量系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它由潛標(biāo)體、釋放裝置和錨定沉塊組成，潛標(biāo)體為一個防腐耐壓的水密桶，是本潛標(biāo)系統(tǒng)的主體。為能在水下長期工作和便于投放回收，要求它有良好的水密與耐腐蝕性能，重量輕、體積小，最宜采用鈦合金材科制作。桶內(nèi)安裝全部測量記錄裝置，桶笨的直徑由記錄裝置的大小決定，而高度由凈浮力考慮決定要求加載后在水下的凈浮力在30至50公斤左右。水密桶具有水密桶蓋，桶蓋上裝有可拆卸的測量水聽器和遙控/應(yīng)答換能器。測量水聽器由兩個獨(dú)立的無方向性標(biāo)準(zhǔn)水聽器組成，一個水聽器測量頻率范圍從1赫至100千赫，適用于測量目標(biāo)噪聲和高海況下環(huán)境噪聲，另一個水聽器測量頻率范圍從1赫至30千赫，而靈敏度比前一個高20dB至30dB，適用于測量低海況下的環(huán)境噪聲。兩個水聽器組合在一起，通過一個金屬桿伸離桶蓋40至50厘米，以避免桶體散射影響。測量信號經(jīng)前放和水密插頭輸入桶內(nèi)記錄系統(tǒng)。遙控/應(yīng)答換能器用于接收水面遙控聲指令，同時用于發(fā)送應(yīng)答和導(dǎo)航聲信號。測量記錄裝置由前置處理單元數(shù)據(jù)記錄儀、同步測距裝置、遙控接收與應(yīng)答裝置、控制器和電池組成，水下測量記錄操作全部由控制器控制。它是個全CMOS電路的微處理機(jī)系統(tǒng)能靠本身電池在水下連續(xù)工作三個月以上在此期間，它按預(yù)編程序或水面遙控聲指令控制測量記錄操作?？刂破髯煊袛?shù)字鍵盤和液晶顯示器。在系統(tǒng)投放前，用戶通過數(shù)字代碼設(shè)置水下作業(yè)程序，每次可設(shè)置100個不同的作用，每個作業(yè)可選擇不同的工作方式，水聽器，開始時間和結(jié)束時間。
本發(fā)明的有益效果是可通過一般艦船投放于任意海區(qū)，潛標(biāo)體可通過錨定沉塊的纜繩長度定深在潛標(biāo)體耐壓允許的任意水深處。由于它可以遠(yuǎn)離工作船和水面，有效地避免了工作船噪聲，水面波浪和電纜抖動的干擾，與岸站系統(tǒng)相比，其成本低廉，又具有很好的機(jī)動性、隱蔽性和適應(yīng)性。它可以在任選海區(qū)測量各種水面艦船、潛艇、魚雷等目標(biāo)的水下輻射噪聲。也可以利用它在港口航道上隱蔽地監(jiān)測過往敵、我艦船的噪聲，利用它可對任意海區(qū)的環(huán)境噪聲作長期的周期性觀測，不會受海面風(fēng)景等惡劣氣候的影響。


圖1是本發(fā)明的水下錨定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的水下測量記錄裝置框圖。
圖3是本發(fā)明的水下測量記錄裝置工作流程圖。
圖4是本發(fā)明的水面信號處理系統(tǒng)框圖。
其中1是水密桶，2是連結(jié)纜繩，3是遙控/應(yīng)答換能器，4是釋放裝置，5是沉塊，6是球狀水聽器，7是高靈敏度柱狀水聽器，8是前放室，9是伸長桿，10是水密插頭，11是前置處理單元，12是記錄儀，13是同步測距裝置，14是微處理機(jī)控制器，15是遙控接收與應(yīng)答裝置，26是數(shù)據(jù)記錄儀，27是帶通濾波器，28是高分辨頻譜分析儀，29是十六位微型計算機(jī)，30是打印機(jī)，31是繪圖儀。
具體實施例方式
本發(fā)明采用尼龍纜繩，長5米左右。沉塊5與釋放裝置4之間用尼龍繩或鋼絲繩連結(jié)，其長度依海區(qū)深度和工作深度而定。同步測距裝置13利用水聽器7作同步聲接收器，微處理機(jī)控制器14控制其它各部份的工作，同時提供參數(shù)信息，由記錄儀記錄，遙控接收與應(yīng)答裝置15由遙控/應(yīng)答換能器3作遙控指令接收器和應(yīng)答聲發(fā)射器。如圖3所示，開始時它處于值守狀態(tài)17，它先判斷是否接收到“遙控測量”指令18。若是轉(zhuǎn)入自動記錄狀態(tài)19，若否再判斷是否接牧到“遙控記錄”指令到達(dá)預(yù)編程作用時間22。若否則返回值守狀態(tài)17，若是則判斷預(yù)置的工作方式是否為“立即記錄”方式。若是則轉(zhuǎn)入立即記錄狀態(tài)24，若否則轉(zhuǎn)入自動記錄狀態(tài)25。19和21是通過“遙控關(guān)機(jī)”指令結(jié)束并返回值守狀態(tài)17，而24、25通過“遙控關(guān)機(jī)”指令或預(yù)置的作業(yè)終止時間返回到值守狀態(tài)17。如圖4所示，數(shù)據(jù)記錄儀26用于回放水下記錄，與水下記錄用的記錄儀12相同，只是它還帶有GPIB接口，可以由外接計算機(jī)控制。帶通濾波器27用于直接進(jìn)行倍頻程或1/3倍頻程譜分析。十六位微型計算機(jī)29內(nèi)含GPIB接口板32，高速A/D變換板33和RS-232C接口板34。計算機(jī)29通過GPIB總線控制各儀器，記錄儀26回放的噪聲測量信號可以直接送濾波器27或頻譜儀28，得到初步譜結(jié)果，再通過GPIB總線送計算機(jī)進(jìn)一步處理，也可以直接通過高速A/D變換板33由計算機(jī)分析?；胤诺膮?shù)信息則經(jīng)RS-232C接口34送計算機(jī)處理.最后結(jié)果由打印機(jī)30和繪圖儀31給出。
權(quán)利要求
1.一種海洋環(huán)境噪聲測量系統(tǒng)，其特征是由潛標(biāo)體、釋放裝置(4)和沉塊(5)組成，所說的潛標(biāo)體是由一個內(nèi)裝測量記錄裝置及電池的水密桶(1)，安裝在桶蓋上的測量水聽器和遙控/應(yīng)答換能器(3)所組成，通過尼龍纜繩(2)將水密桶(1)、釋放裝置(4)和沉塊(5)連結(jié)起來并放置在水下的測量深度中，所說的水上計算機(jī)處理系統(tǒng)，是由帶有GPIB接口的數(shù)據(jù)記錄儀(26)，帶通濾波器(27)、高分辨頻譜分析儀(28)以及16位微型計算機(jī)(29)，GPIB接口板(32)，A/D變換板(33)、RS-232C接口板(34)、打印機(jī)(30)和繪圖儀(31)所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋環(huán)境噪聲測量系統(tǒng)，其特征是所說的釋放裝置(4)由兩個并行工作的聲應(yīng)答釋放器組成，隨時可通過水面發(fā)送任一個釋放器的釋放指令使水下系統(tǒng)與沉塊脫鉤浮上水面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋環(huán)境噪聲測量系統(tǒng)，其特征是所說的水下記錄裝置，包含有水聽器(6)、(7)、前置處理單元(11)、記錄儀(12)、同步測距裝置(13)、微處理機(jī)控制器(14)和遙控接收與應(yīng)答裝置(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋環(huán)境噪聲測量系統(tǒng)，其特征是所說的測量水聽器由兩個不同用途的水聽器(6)和水聽器(7)組成，通過一個金屬桿(9)和水密插頭(10)固定在水密桶(1)的桶蓋上與桶體距離40至50厘米，水聽器(6)適用于測量目標(biāo)噪聲，水聽器(7)適用于測量海洋環(huán)境噪聲。
全文摘要
一種可回收水下噪聲潛標(biāo)記錄儀，涉及一種水下噪聲測量裝置?，F(xiàn)有技術(shù)的水下噪聲測量，很難將需要測量的噪聲與各種干擾區(qū)別開，往往帶來很大的測量誤差，在高海況下更是無法測量。本發(fā)明的可回收水下噪聲潛標(biāo)記錄儀，它是一個同時兼有自控和遙控功能的可回收潛標(biāo)系統(tǒng)，由潛標(biāo)體、釋放裝置和錨定沉塊組成?？稍谒?00米內(nèi)長期值守工作，隨時可按預(yù)編程序或水面遙控聲指令實時地記錄1赫至100千赫范圍內(nèi)的水下噪聲。具有測距、導(dǎo)航、自動記錄和故障報警功能，它隨時可通過水面聲指令釋放回收，然后由水面系統(tǒng)分析處理。
文檔編號G01H3/10GK1510405SQ0215768
公開日2004年7月7日 申請日期2002年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月24日
發(fā)明者馮鈞國 申請人:深圳市豐河環(huán)境工程技術(shù)有限公司上海分公司, 深圳市豐河環(huán)境工程技術(shù)有限公司上海