[发明专利]一种椭圆形截面的垂直拖曳线列阵

说明书

本发明提供了一种椭圆形截面的垂直拖曳线列阵，克服传统圆形截面的线列阵垂直拖曳使用时切割水流容易引起涡基振动的缺点，可以有效降低使用过程中产生的涡基振动和水流噪声，提高信噪比。采用“高压传输+DC/DC二次稳压模块”供电体制”和模块化分布式的采集传输设计，实现线列阵孔径的扩展，扩展方式包括同一线列阵内扩展或多条线列阵通过水密连接器连接扩展；线列阵内首部和尾部安装倾角传感器、深度传感器和三轴加速度计，可以通过传感器反馈的数据实时拟合出线列阵的工作姿态，用以确定最佳拖曳速度。

技术领域

本发明属于水声探测技术领域，特别是涉及一种椭圆形截面的垂直拖曳线列阵。

背景技术

线列阵主要分为两种形式：水平线列阵和垂直线列阵，其中水平线列阵测量水平孔径的声信号，包括拖曳使用的拖曳线列阵和固定布放于水底的岸基线列阵；另一种测量垂直孔径声信号的则为垂直线列阵。二者的侧重点也有区别，其中水平阵主要用于探测目标的方位角信息，而垂直阵探测目标的深度信息。

现有的垂直线列阵的使用形式基本都为垂直布放定点使用，即通过重物牵引线列阵下潜到一定深度进行定点接收声信号，如果需要更换工作区域，则必须将线列阵回收至平台，平台驶至目标区域再次布放，线列阵的工作是不连续的，所以现有的垂直线列阵一般用于海洋声学环境监测，很少用于移动目标的跟踪和探测。

想要实现垂直线列阵连续跟踪探测移动目标，衍生出拖曳使用的垂直线列阵的概念，即线列阵尽可能以垂直姿态在水下拖曳，可以实现探测信号的连续性以及扩大探测范围的目的。

传统的线列阵都为圆形截面，圆形截面的线列阵切割水流时，水流在背流面容易形成湍流而产生涡基振动，不仅会带动线列阵产生振动，也会提高水流的流噪声，从而降低信噪比，增加对目标信号探测的难度，所以圆形截面的线列阵不适合于垂直拖曳使用。

发明内容

本发明为了克服传统圆形截面的线列阵垂直拖曳使用时切割水流容易引起涡基振动的缺点，提供了一种椭圆形截面的垂直拖曳线列阵，可以有效降低使用过程中产生的涡基振动和水流噪声，提高信噪比。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种椭圆形截面的垂直拖曳线列阵，包括椭圆截面的水密连接器、椭圆截面护套、各类椭圆截面支撑骨架、采集传输节点、水听器、前置放大器、DC/DC电源模块、非声传感器、强力绳、双绞导线和固体填充介质，非声传感器包括倾角传感器、深度传感器、三轴加速度计，双绞导线包括电源线、UPT5数据线，各类椭圆截面支撑骨架的外径略小于椭圆截面护套的内径以向外支撑椭圆截面护套，各类椭圆截面支撑骨架截面对称，内部开有安装孔，两侧开有容纳双绞导线和强力绳的通孔，强力绳依次穿过水密连接器上的承力件以及各类椭圆截面支撑骨架，并形成闭环，各电子器件布置在各类椭圆截面支撑骨架安装孔内，各电子器件之间通过导线焊接连接，各类椭圆截面支撑骨架两侧加装端盖形成密封腔体，腔体内容纳不耐压的电子器件，各类椭圆截面支撑骨架包括铝合金支撑骨架、柔性支撑骨架和尼龙支撑骨架；

进一步的，椭圆截面护套采用聚氨酯材料挤注加工而成，外径尺寸即为线列阵的尺寸，护套内外表面光滑，内部无气泡；

进一步的，各类椭圆截面支撑骨架选用硬质铝合金或者ABS或者TPE注塑成型；

进一步的，采集传输节点为模块化分布式布置，安装于铝合金支撑骨架安装孔内，每个采集传输节点采集最多16组模拟声信号并完成模数转换，接收三组传感器输出的RS485信号，采集传输节点之间通过以太网通信；采集传输节点采用时钟芯片来同步执行信号的采集和传输指令；

进一步的，DC/DC电源模块采用小型化耐压设置，安装于铝合金支撑骨架安装孔内，以将300V高压直流电源转换为供各电子器件使用的低压直流电源；