[发明专利]一种水下移动平台用近零浮力水听器及其系统

说明书

本发明涉及一种水下移动平台用近零浮力水听器及其系统。该水听器结构包括：传感模块、信号调理模块、信号传输模块和灌封结构；所述传感模块包括：水听器基元环，灌封结构将水听器信号拾取单元密封后，水听器信号拾取单元内部形成空气腔；所述系统包括传感模块、信号调理模块、空气腔、外设接口模块、水密连接器及电源模块；传感模块用于拾取声学信号；信号调理模块用于对信号进行放大和滤波调理；外设接口模块用于将信号传输到水密连接器；水密连接器与水下移动平台和水听器连接，用于传输电压和信号；电源模块用于提供电压；空气腔用于构建声场环境、调整水听器密度。本发明实现了将水听器安装在移动平台，实现了声信号的无失真实时传输。

技术领域

本发明涉及深海海洋仪器领域，特别涉及一种水下移动平台用近零浮力水听器及其系统，更具体地说，涉及一种通过搭载于水下移动平台，能够为其供电，并实现海中声学数据、海洋背景场信息的声学传感装置。

背景技术

获取海洋中的声学信号，开展声学传播、通信、探测等研究工作的基础是水听器。伴随着水下运载器技术的不断发展，海洋声学研究工作已具备了逐渐由“浅”走向“深”，由“静”走向“动”的基本条件，因此发展满足基于水下移动平台使用的，声学传感器的需求十分迫切。

近年来，在国际上利用水下移动平台开展温度、洋流、叶绿素、浊度等研究工作，已成为热点，国内很多研究机构、学者也积极参与其中。而利用水下移动平台开展声学研究工作，目前在国内外相关研究方面仍然几乎是空白，究其原因主要是由于水下移动平台自噪声较大，对传统水听器有较大干扰，无法实现声学参数测量。海洋声学研究工作通常对环境要求很高，通常要求把声学传感装置(即：水听器)放在噪声背景比较低的环境上，保证在一定的频率范围内，水听器的放置不会改变自由场质点运动规律，这样可以不必考虑场地失真问题，只需用水听器响应特性对记录结果进行修正即可。缺乏适用于水下移动平台的声学传感器，已成为限制水下移动平台开展声学观测的主要原因。

此外，当前传统的水声器通常体积、重量、功耗等均较大或较高，也不适合于现阶段水下观测平台的安装与使用。因此开展基于水下移动平台的水听器设计是实现水下移动平台开展海洋声学特性研究的必然选择。这要求水听器工作频带较宽，采集不同频带的信号，才能够实现声学特性，与移动平台耦合特性的相互适应，实现自噪声与环境噪声的分离。

目前，随着小密度、高强度、高灵敏度材料的开发及应用，支持本发明的关键技术日益成熟。在此基础上，本发明提出一种技术方案可行的水下移动平台用近零浮力水听器，即安装在水下移动平台上，拾取海洋环境中的声信号，并可在完成信号的滤波、放大，无失真放大传输。目前，国内外已有的水听器仍属于基于水下固定安装或定平台的单一简单水听器，不能实现移动平台的安装，或有效声信号拾取，同时也未见有安装于水下移动平台的相关装置。据申请人调研国内外专利情况，在海洋测量仪器领域方面尚无与本方案一致及类似的相关设计。

发明内容

本发明的目的在于克服目前水下移动平台体积较小，自噪声高，无法安装使用传统水听器采集海洋声信号的问题。通过将水声传感器采用近零浮力设计与高灵敏度、大带宽声学信号感知需求相互融合设计的方法，研制一种新型的适用于水下移动平台的小型化、低功耗具有与移动平台耦合特性的相互适应能力的水听器。

为达到上述目的，本发明提供了一种水下移动平台用近零浮力水听器及其系统。

本发明提出了一种水下移动平台用近零浮力水听器，所述水听器包括：传感模块、信号调理模块、信号传输模块和灌封结构(12)，所述传感模块通过前放板接头(14)与所述信号调理模块相连，将产生的电信号传递到所述信号调理模块；所述信号调理模块，用于对接收的电信号进行处理；所述信号传输模块，用于将处理后的电信号传输到水下移动平台；

所述传感模块包括：水听器基元环(2)；所述水听器基元环(2)，用于拾取声信号，并把声信号转化成电信号；