[实用新型]一种三维扫描声学成像装置

权利要求书

1.一种三维扫描声学成像装置，其特征在于该装置由声学成像部分、机械扫描部分和辅助测量单元三部分组成，其中声学成像部分由依次相连的组合式声学换能器(101)、声学信号转换单元(102)、信号处理单元(104)组成；机械扫描部分由依次相连的水密步进电机1(115)、水密步进电机2(116)和机械扫描控制单元(103)组成，并通过数据通信接口与声学信号转换单元(102)相连；辅助测量单元包括姿态测量仪(105)和表面声速测量仪(106)，通过串行数据接口与信号处理单元(104)相连。 

2.如权利要求1所述的三维扫描声学成像装置，其特征在于位于水下的组合式声学换能器(101)由多元直线接收换能器阵(108)和多元直线发射换能器阵(109)组成，以“L”型组合结构固定于声学信号转换单元(102)的水密外壳(503)上。 

3.如权利要求1所述的三维扫描声学成像装置，其特征在于声学信号转换单元(102)中电路部分由信号发射、信号接收和数据交互三部分组成，其中信号发射部分由与多元直线发射换能器阵(109)依次相连的多通道发射驱动电路(110)、声信号主控单元(112)组成；信号接收部分由与多元直线接收换能器阵(108)依次相连的多通道信号调理与AD变换电路(111)、声信号主控单元(112)组成；数据交互部分由依次相连声信号主控单元(112)和数据通信单元1(113)、数据通信单元2(114)组成。 

4.如权利要求1所述的三维扫描声学成像装置，其特征在于水密步进电机1(115)和水密步进电机2(116)的转轴相互垂直，水密步进电机1(115)的转动范围为水平360，水密步进电机2(116)的转动范围为垂直方向±45°。 

5.如权利要求1所述的三维扫描声学成像装置，其特征在于多通道发射驱动电路(110)的每个发射通道都由依次相连的信号隔离单元(201)、功率放大单元(202)、输出变压器单元(203)组成，并最终与多元直线发射换能器阵(109)的阵元相连。 

6.如权利要求1所述的三维扫描声学成像装置，其特征在于多通道信号调理与AD变换电路(111)其每个通道都由依次相连的前置放大电路(301)、带通滤波电路(302)、可控增益放大电路(303)、抗混叠滤波电路(304)和AD变换器(305)组成，多元直线接收换能器阵(108)的阵元输出信号直接连接到前置放大电路(301)。 

7.如权利要求1所述的三维扫描声学成像装置，其特征在于信号处理单元(104)以数据分配FPGA(403)为中心，分别通过数据总线与数据通信单元3(401)、数据通信单元4(402)、信号处理FPGA(406)、主机通信单元(404)相连；信号处理FPGA(406)通过数据总线分别与DSP1(407)和DSP2(408)相连，同时信号处理FPGA(406)、DSP1(407)和DSP2(408)分别通过高速存储器接口扩展大容量存储器(409、410、411)；主机通信单元(404)通过数据总线与网络通信单元(405)相连，并通过以太网与主控计算机(107)相连。