[发明专利]一种全方向声学探测声呐及探测方法

说明书

本发明公开了一种全方向声学探测声呐及探测方法，包括全方向声学探测声呐本体（发射装置、接收装置及其电子系统）、透声罩、外壳、电缆与硫化接头组成的声呐。本发明的有益效果：达到快速、高效获取管道状况，需要360度全向水下扫描的领域，并且安装方便，数据传输速率高，声呐中的发射阵向水中发送声波，经物体反射，形成回波，由声呐中的接收阵接收声信号后转换为电信号，根据用户设置自动检测目标位置，根据用户选择在上位机软件中显示图像、目标点或轮廓。

技术领域

本发明涉及水下声学成像应用技术领域，具体为一种全方向声学探测声呐及探测方法。

背景技术

在水下探测应用中，有众多需要对周向360度进行探测的应用需求。典型的情况包括：水下航行器避碰、管道内壁检测、风机桩基监测、渔业资源监测等。

以城市下水管道巡检为例。我国洪涝灾害频发，其中城市内涝对社会经济的不利影响尤为巨大，海绵城市的一个重要组成部分就是地下管道，当前我国供水、排水的地下管道总计达到百万公里以上，并且60％的城市从未进行过地下管道普查，70％的城市未建立地下管道综合管理系统。

(1)光学探测技术

在一些探测任务中，光学传感器(一般为LED灯和摄像头)可以看到管壁、水体表面的情况，通常只能探测到已出现的明显问题。但光波在水中传播损失较大，尤其在浑浊水域中，探测用的光波或其他频率的电磁波几乎不能传输。所以在涉水探测中光学手段受到了极大限制。

(2)声学探测技术

声波在水中传播损失较小，因此声学设备在水下探测应用范围非常广泛。在管道探测任务中，当管道中存在污水、供水等液体时，采用光学手段探测将受到限制。此时利用声呐可以探测淤积物下的管道情况，也可以探测管道是否已产生小规模渗漏。

(3)传统声学探测技术的局限

传统声学探测技术主要有：侧扫声呐、多波束声呐、单波束声呐等。用于上述管道巡检、渔业资源检查、风机桩基监测等特定领域时，存在一些不足。主要表现在：

侧扫声呐在水平方向上的成像范围较窄，一般仅为几度，为了获得大范围成像，需要做匀速直航，适用于航道地貌成像等领域。

多波束声呐扫描范围较大，但一般仅为一百多度，达不到全向360度监控。多波束主要用于地形测绘，并且一般售价较高。

单波束声呐原理简单，价格也较低，但波束开角仅有几度，扫描效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全方向声学探测声呐及探测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全方向声学探测声呐，包括全方向声学探测声呐本体(发射装置、接收装置及其电子系统)、透声罩、外壳、电缆与硫化接头组成的声呐，所述透声罩内安装有阵子，所述外壳内分别设有滑环、电机和电路板。

优选的，所述外壳材料可以是钛合金、不锈钢或塑料。

优选的，所述外壳采用滚花的方式，可在声呐中间外表面、外壳全部外表面，也可在外壳的任意局部位置。

优选的，所述声呐通过抱箍固定在所需位置。

优选的，所述声呐采用串口/网口可切换模式进行数据传输。

优选的，所述硫化接头可设置于所述外壳底部或侧边，但不仅限于底部或侧边，且所述硫化接头也可以更换为水密接插件。

一种全方向声学探测声呐探测方法，包括以下步骤：