[发明专利]便携式水下强声源

说明书

技术领域

本发明涉及水声工程和脉冲功率技术领域，具体是一种便于舰艇适装及外场试验的便携式水下等离子体强声脉冲源。

背景技术

水下等离子体强声源是一种利用“液电效应”来产生大功率水下声波的脉冲声源。所谓的液电效应是指高功率脉冲电源对电极间隙内的水介质负载进行高电压、大电流的脉冲放电时，所产生的高功率强声脉冲以及其他的物理、化学等多种效应。水下等离子体强声源产生的强声脉冲具有强度大、可聚束、易控制、反应速度快、可重复、无污染等多种优点。目前已经在海洋勘探、石油管道解堵、石油测井、水下目标探测、远程水声通信和强声压制干扰等诸多领域得到广泛的应用，并且随着水下等离子体强声产生技术的不断发展和等离子体强声产生装置的设计更新，水下强声源将具有更为广阔的应用前景。

随着对水下强声源研究的日益深入和应用领域的不断拓展，人们对水下等离子体强声源的研究已经不再局限于实验室机理研究，而是更加关注远场特性、应用特性和外场试验研究；对水下等离子体强声源的性能要求已经不再局限于提高发射功率、声脉冲强度，而是更加关注在一定时间空间条件下的重复工作频率、可靠性、便携性、适装性等重要指标，系统集成、舰船适装以及外场试验等特性已成为水下强声源拓展应用的瓶颈。因此急需要研制一种性能优良的小型化、便携式水下等离子体强声源，以满足人们对水下强声技术的应用要求。

发明专利（200810239113.1）提出的“组合式电火花脉冲声源”和大连理工大学研制的“水下电火花声源装置”，虽然声源级高，但整个声源装置的体积大，系统集成度不高，电磁辐射干扰大，不具备便携式、适装性等特点，不利于进行远场特性、应用特性和外场试验研究，影响试验研究的工作效率。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种便携式水下强声源，该声源具有便携性好、集成度高、电磁辐射小等优点。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种便携式水下强声源，其特征在于：由远程控制系统、水下充电储能舱和水下放电舱组成；远程控制系统接收电源输入，设置系统控制参数，并将电源输出信号和充放电控制信号通过柔性水密电缆送入水下充电储能舱；水下充电储能舱为水下强声源的充电系统和储能系统提供稳定的水密工作环境，水下放电舱实现水下等离子体电声转换和强声脉冲的聚能定向辐射；水下充电储能舱与水下放电舱紧固连接，形成一体化水密结构。

所述一种便携式水下强声源，其特征在于：所述远程控制系统包括输入接口、中央处理器、充电控制模块、放电控制模块和输出接口；输入接口包含电源输入接口和上位机控制接口；中央处理器通过上位机控制接口与上位机进行通信，从而控制并且配置充电控制模块和放电控制模块，并控制电源输入接口和输出接口；充电控制模块与电源输入接口和中央处理器连接，设置充电方式和工作参数；充电控制模块和放电控制模块的控制信号及电源输出信号经输出接口通过柔性水密电缆和水密接头送入水下充电储能舱的输入水密端口。

所述一种便携式水下强声源，其特征在于：所述水下充电储能舱内置本控系统、高压充电电源、储能电容组和触发开关；远程控制系统中充电控制模块和放电控制模块的控制信号及电源输出信号输入本控系统；充电控制模块和电源输出信号通过本控系统控制高压充电电源对储能电容组进行充电；放电控制模块输出信号通过本控系统控制触发开关，启动放电电极放电。

所述一种便携式水下强声源，其特征在于：水下放电舱内置放电电极，放电电极穿过水下充电储能舱与水下放电舱之间的第二金属隔板，通过弹簧铜套连接方式与输出电极接口紧密连接。

所述一种便携式水下强声源，其特征在于：所述水下充电储能舱由充电舱和储能舱两个舱体组成；充电舱与储能舱之间通过第一金属隔板分隔；本控系统和高压充电电源处于充电舱内，储能电容组、电容固定架、触发开关和放电电极连接部件处于储能舱内。

所述一种便携式水下强声源，其特征在于：储能电容组采用并联环绕方式，通过电容固定架固定在储能舱内；电容固定架为上下两层结构，设有储能电容安装槽，均采用铜板将储能电容组正负极并联到一起，上下两层铜板中心加工为圆形缺口；储能电容组正极板与电容固定架相连并接地，储能电容组负极板与高压充电电源输出端的负极电缆相连，同时在圆形缺口位置与触发开关高压电极紧固，触发开关低压电极与放电电极连接部件紧固，再与输出电极接口相连；触发脉冲通过高压电缆穿过第一隔板与触发开关的触发端连接。