[发明专利]一种水平系留海洋环境噪声矢量场监测潜标平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平系留海洋环境噪声矢量场监测潜标平台，属于海洋环境监测设备领域。

背景技术

海洋环境噪声监测在军事上（如水中兵器声引信、海岸预警、航空声纳浮标等领域），民用上（如辐射噪声监测、拖曳阵等领域）都有着重要的意义。矢量水听器由声压水听器和能直接或间接测量振速的传感器复合而成，能够同时共点地测量水下声场的标量及矢量（声压梯度、质点振速、加速度、位移和声强等）信息，能在水中不失真地获取水中的声波信息，是一种用于海洋环境，尤其是海洋噪声环境监测的重要设备。

在水下目标的探测与跟踪领域，使用基于矢量水听器的潜标平台具有广阔的应用空间，所述潜标平台具有隐蔽性强、工作可靠、成本低廉等优点。但传统的潜标平台采用整体的耐压密封壳体加工而成，当大直径壳体长期在海水中工作时，其耐腐蚀性及密封性将受到很大的考验，如果壳体腐蚀或加工缺陷渗水，则系统很可能沉没，损失十分巨大。而且受海流的影响，传统的球状潜标平台系统抗流稳定性较差，平台在流作用下产生的姿态急剧变化可能导致矢量水听器的工作不正常。流线型水平系留潜标平台的抗流稳定性与球状潜标平台相比有明显的优势，通常在4kn流下能保持平台的俯仰、横滚姿态变化不超过2°，平台整体则始终保持和流向一致，在很大程度上为矢量水听器提供了稳定可靠的工作环境。但传统的矢量水听器悬挂方式多为开放式，不断变化的流速流向使柔性悬挂的矢量水听器产生一定幅度的振荡，不利于矢量水听器的正常工作。如果能将矢量水听器封闭式悬挂在海水中，使矢量水听器不与流动的海水直接接触，矢量水听器就不会受到海水流动产生的冲击力，因此矢量水听器将会与平台保持一致的稳定性，能在很大程度上提高其工作的可靠性。

发明内容

本发明提供了一种水平系留海洋环境噪声矢量场监测潜标平台，所述平台在长期监测海洋环境噪声矢量场时具有稳定性和可靠性。

本发明的目的是这样实现的：

一种水平系留海洋环境噪声矢量场监测潜标平台，所述平台包括主浮体、水压保险悬挂装置、矢量水听器、仪器舱和三叉系留索；

所述主浮体包括主浮体框架、四块头段浮力块、两块中段浮力块和尾段浮力块；

主浮体框架包括支撑架、首法兰、两块中段浮力块安装板、尾法兰；

其中，首法兰和尾法兰的的外形尺寸相同，均为圆盘形结构，通过两块平行设置的中段浮力块安装板固定连接；两块中段浮力块安装板之间装有过线管，过线管的两端分别安装在首法兰和尾法兰上；

支撑架为一体结构，分为头部和底部；其中头部为圆弧形框架；底部为圆盘形结构，直径与首法兰相同；所述支撑架与首法兰端面固定连接后构成主浮体框架；

其整体连接关系为：四块头段浮力块中心对称安装在支撑架的圆弧形框架上，形成半圆球形的主浮体头段，在主浮体头段内部形成空腔；在头段浮力块上开有安装孔，用于安装水压保险悬挂装置；

两块中段浮力块上下对称安装在中段浮力块安装板上，两块中段浮力块各自的端面分别与首法兰和尾法兰固定连接，形成圆柱形的主浮体中段；在四块头段浮力块之间，以及两块中段浮力块之间均留有安装缝隙；

尾段浮力块为一端封闭的流线型结构，内部设有空腔，在尾段浮力块上安装有呈X状分布的四片尾翼板；所述尾段浮力块安装在尾法兰上；主浮体整体为流线型；

矢量水听器通过水压保险悬挂装置安装在主浮体头段内部的空腔中；在尾段浮力块和尾法兰之间形成的空腔内设有仪器舱，矢量水听器与仪器舱之间通过电缆和水密插头连接；所述仪器舱为耐压密封舱体，为控制单元、电源及各种传感器如水压传感器、温度传感器等提供可靠的工作空间。在中段浮力块安装板与尾法兰的连接位置装有牺牲阳极块；在首法兰和尾法兰相对面的下部对称安装有两个系留座；三叉系留索与两个系留座连接，使主浮体在水下保持水平系留姿态。

优选所述水压保险悬挂装置包括溶解块堵头、弹簧套筒、弹簧、限位套筒、密封圈、支撑托架、导向杆、溶解块、弹性绳和保护绳；

其中，支撑托架中心开有轴向通孔，所述通孔的头部为锥形，并在支撑托架内部形成空腔；支撑托架上端面沿轴向开有与支撑托架同轴的环形凹槽，支撑托架下端面为与矢量水听器配合的内凹半球面，可与矢量水听器表面紧密贴合；

弹簧套筒套装在支撑托架上部，在弹簧套筒和支撑托架的配合面外侧套装有限位套筒，限位套筒与弹簧套筒固定连接，限位套筒和弹簧套筒作为一个整体，与支撑托架滑动配合；