[实用新型]基于海流发电的分布式声学观测系统

说明书

本实用新型公开了一种基于海流发电的分布式声学观测系统，系统的主浮体下端连接多芯电缆和承重钢缆，承重钢缆中间位置加浮球组，下端连接声学释放器，低端栓系重力锚，承重钢缆上通过紧固件分别卡接数据采集处理单元和海流能发电机。数据采集处理单元为多组，每组包括八台自容式单通道声学采集仪、一台自容式温深测量仪和一台自容式温盐深测量仪，用于海水温度、电导率、深度和海洋噪声等海洋要素测量。自容式单通道声学采集仪和海流能发电机分别由水密接插件同多芯电缆连接。系统利用海流能发电给设备补给电能，采用水下微型采集器使每台测量仪器独立采集、处理及存储信息，从而实现可在水下长时间进行观测工作。

技术领域

本实用新型涉及海洋观测仪器，特别是涉及水下长期声信号采集的海洋仪器装置。

背景技术

众所周知，声波在水中传播衰减最小、传播性能最好，能够远距离有效传播，是目前水下目标观测及海洋环境噪声最主要的信息载体。随着人类对海洋研究和开发的增强，在浅海海域海洋声学观测向定点、长期、连续、多要素、多测层等要求推进。这使得海洋声学观测设备必须具备多测层、连续、长时间可靠的声学信号采集能力。以往的浅海区海洋声学观测设备一般采用潜标的方式，潜标采用集中式数据采集存储结构，系统中采集模块对各传感器采集信息进行统一处理，其数据互联复杂，可靠性差，对系统计算和通信资源要求也高。这些情况都导致潜标功耗较高，系统配备的锂电池电量消耗快，工作期间又无法对电池进行充电或更换。如需增加工作时间只能为系统配备大容量电池，这就加大了系统的体积和重量，导致系统适应性、通用性降低，不便于布放回收等。

随着海洋声学观测设备朝着多数据融合、长续航时间方向的发展，集中式系统结构及锂电池供电已不能彻底解决多数据融合和长续航时间的瓶颈，因此如何设计系统结构，就地取材在海洋中给设备供能是现在研究的重点。

实用新型内容

针对现有小型声学观测设备集中式数据采集、数据互联复杂，系统又无法长时间在水下工作的情况，本实用新型推出基于海流发电的分布式声学观测系统，利用海流能发电给设备补给电能，采用水下微型采集器使每台测量仪器独立采集、处理及存储信息，从而实现可长时间在水下工作的分布式声学观测系统。

本实用新型涉及的基于海流发电的分布式声学观测系统包括主浮体、信标机、多芯电缆、承重钢缆、数据采集处理单元、浮球组、海流能发电机、声学释放器和重力锚。主浮体连接在系统顶部，主浮体上固定有信标机，主浮体下端连接多芯电缆和承重钢缆，数据采集处理单元和海流能发电机分别通过紧固件卡接在承重钢缆上。承重钢缆上加浮球组，承重钢缆底端连接声学释放器，声学释放器下端栓系重力锚。

所述主浮体是系统的主要浮力部分，为系统提供集中浮力。主浮体采用流线型碳钢结构，与承重钢缆低端栓系的重力锚配合，以保证系统在水下和水面姿态，在回收过程中可带着设备上浮，以完成回收。

所述浮球组分不同层次串接在承重钢缆上，用于弥补主浮体的浮力不足，改善系统的水下姿态和工作性能，为系统提供足够的贮备浮力，保证测量仪器的正常工作，保证系统的布放回收。

所述信标机固定在主浮体上，信标机上设置压力开关。信标机随系统沉入水中，在水中时压力开关控制其关机，浮上水面后开机工作，用于回收过程中跟踪系统位置。

所述声学释放器通过转环连接在承重钢缆下端，声学释放器下部通过聚丙烯缓冲绳连接重力锚。聚丙烯缓冲绳用以缓冲重力锚在入水下沉和回收过程中产生的张力。声学释放器用于系统回收，接收水上甲板控制单元的释放信号后，控制电机释放部分执行脱钩工作，脱钩以后主浮体和浮球组带着设备上浮，完成回收。

所述数据采集处理单元为多组，每组数据采集处理单元包括八台自容式单通道声学采集仪、一台自容式温深测量仪和一台自容式温盐深测量仪，用于海水温度、电导率、深度和海洋噪声等海洋要素测量。根据项目要求确定数据采集处理单元组的数量和在钢缆上的位置，便于系统回收后数据采集处理单元的数据相互融合以获得算法处理的最佳效果。