[实用新型]一种装载于无人船上的声呐系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人船、智能控制、水样采集、声呐等技术领域，具体的说，是一种装载于无人船上的声呐系统。

背景技术

声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

作为一种声学探测设备，主动式声呐是在英国首先投入使用的，不过英国人把这种设备称为"ASDIC"（潜艇探测器），美国人称其为"SONAR"，后来英国人也接受了此叫法。

由于电磁波在水中衰减的速率非常的高，无法做为侦测的讯号来源，以声波探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。无论是潜艇或者是水面船只，都利用这项技术的衍生系统，探测水底下的物体，或者是以其作为导航的依据。

作远距离传输的能量形式。于是探测水下目标的技术——声呐技术便应运而生。

声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。

在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。

水样是指为检验水体中各种规定的特征，不连续或连续地从特定的水体中取出的有代表性的一部分。从采样时间上分，可分为瞬时水样和混合水样；从采样浓度上分，可分为表层水样、中层水样和底层水样；从测试项目分，可分为水质水样和生物水样。水样的代表性是分析测试准确性和评价结论可靠性的前提，而为了保证水样的代表性，必须选择具有代表性的监测断面或监测点位，采用规范化的采样方法，在规定的时段内采集样品，并及时、有效地将所采集水样加以稳定。

无人船是一种新型的水上监测平台，其以河川、湖泊、水库、海岸及港湾等水域为对象，以小型船舶为载体，集成定位导航、通讯与控制设备，可搭载多种监测传感器，以遥控/自主的工作方式完成特定水文和水环境要素监测。由于无人船具有布设灵活、成本经济、自动测量等特点，在水文要素观测、水环境监测、水库及河道泥沙淤积量评估、水利工程选址和水下考古等方面具有广阔的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计出一种装载于无人船上的声呐系统，通过声呐技术实现无人船行驶过程中的水下避险操作，并可对水下物体进行定位、导航、跟踪，以期能够达到避免在行驶过程中触礁的情况发生；并且采用无人船技术对待采水样进行采集，利用多种分析仪对所采集的不同位置的水体进行分析，能够实时的得出该水体所处水位、浊度、所含化学成分的量值，水体酸碱性以及水体温度信息，为进一步的对该区域内的水体进行净化处理提供原始的数据信息，以便能够制定出优化的水体净化处理策略；同时采用无人船技术进行水样采集，可以进一步的降低人工成本的投入，其所采水体比之人工采集更具代表性。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种装载于无人船上的声呐系统，包括无人船控制系统，所述无人船控制系统内设置有DSP处理器、电机控制电路、舵机控制电路、陀螺仪、加速度计及声呐处理系统，所述DSP处理器分别连接电机控制电路、舵机控制电路、陀螺仪、加速度计及声呐处理系统；所述声呐处理系统内设置有发射电路、发射机、发射换能器、接收换能器、模拟信号调理电路及并行处理电路，所述DSP处理器连接发射电路，所述发射电路连接发射机，所述发射机连接发射换能器，所述接收换能器连接模拟信号调理电路，所述模拟信号调理电路连接并行处理电路，所述并行处理电路连接DSP处理器，所述发射换能器通过信号连接方式与接收换能器连接。

进一步的为更好的实现本实用新型，能够对主控制系统的供电电源进行检测，防止由于供电不稳定而出现系统故障，特别设置成下述结构：所述无人船控制系统内还设置有电源检测电路，所述电源检测电路连接DSP处理器。