一种水下有缆潜标系统的制作方法

本技术属于海洋环境信息监测，具体涉及一种水下潜标系统。

背景技术：

1、水下潜标系统是一种获取海洋环境信息的有效手段，布放后可以在湖上或者海洋环境下进行长期、稳定、隐蔽地观测，对水面以及水下运动的各种目标以及环境噪声进行信息记录和数据处理。

2、目前潜标已经发展出多种形式同时满足更广泛的使用需求，其中搭载矢量水听器的潜标可以对低频目标进行定向分析，搭载收发合置换能器的潜标可以组成长基线系统进行水声导航和定位；距离岸边较近的可以采用有缆的潜标系统，而有时潜标需要布放在深海环境下此时只能采用电池供电和无线数据传输。由于无缆的潜标系统电源供应是大问题，会面临频繁的布放和回收电池，不仅会损耗大量的人力、物力还给随时使用带来限制，同时，由于其信息通过无线传输，存在不安全和传输数据量小等缺点，因此在海洋环境信息研究领域采用有缆的潜标系统，通过试验船进行一次布放后，即可以实现长期稳定的水下数据采集和传输，节省人力和物力成本提高使用效率。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是：为了克服无线潜标存在的连续工作时间短、数据传输量小、布放回收频繁等问题，提供一种水下有缆潜标系统。

2、本实用新型的技术方案是：一种水下有缆潜标系统，包括：浮体、缆绳、收发合置换能器、铠装电缆、滑轮、电子舱、支撑架、水泥锚、固定桩、深度传感器、电路系统、水密连接器和拉环。

3、缆绳一端连接浮体，另一端通过拉环与电子舱连接；电子舱通过水密连接器与铠装电缆连接；铠装电缆的另一端绕过安装在支撑架上的滑轮与电缆出水上岸处地下的固定桩连接；水泥锚为支撑架的安装基座；电子舱上安装有收发合置换能器以及深度传感器；电子舱内安装有电路系统。

4、其中：

5、浮体为空心高强度复合材料制作而成，用来提供浮力将缆绳、电子舱和铠装电缆拉直。同时浮体具有流线型设计可以在水下顺着流的方向保持姿态不变，避免电缆在水流作用下缠绕。

6、缆绳连接浮体和电子舱，用于水下将电子舱保持为竖直姿态，为发合置换能器提供稳定的位置和姿态。

7、发合置换能器，采用圆环形结构的换能器设计，通过金属杆与电子舱连接，具备发射和接收声信号功能，当工作在接收模式时，可以完成水下合作目标定位也可以作为噪声采集和分析系统；当工作在发射模式时，可以通过岸基控制发射信号形式，实现非合作目标的定位。

8、铠装电缆，由两路光纤和两路电线构成，不仅可以传输水声信号还可以对系统供电，同时铠装电缆内部设有钢丝承拉结构，将浮体和固定桩的拉力通过铠装电缆传递到水下每一部分，实现整个水下姿态的保持。

9、滑轮将铠装电缆受浮体的竖直拉力转变成固定桩对其施加的水平拉力。

10、电子舱，包括外部不锈钢壳体、电路系统和深度传感器；不锈钢壳体为电路系统提供安装空间和水密功能；电路系统对发合置换能器进行信号转换、数据采集、数据存储和数据处理等。

11、支撑架安装在水泥锚上端固定滑轮，用以改变铠装电缆的受力方向，支撑架具备旋转功能，可以旋转用来将铠装电缆引向岸边的固定桩。当浮体把整个铠装电缆拉直后，支撑架可使得铠装电缆随着受力方向转动增加电缆的使用寿命和可靠性。

12、水泥锚由混凝土浇筑而成，依靠自身重量将整个系统在水下拉直。

13、固定桩装在铠装电缆出水的岸边，通过特制夹具将其固定后，将铠装电缆引进岸基控制中心进行信号处理。当需要调整深度时候，可以通过绞车或人工方式将电缆收放到合适深度后与固定桩连接。

14、在上述方案的基础上，进一步的，电路系统包括：用来预处理接收到的水声信号的放大滤波电路，用于将水声模拟信号转换成数字信号的模数转换电路，用于实现发射信号的波形设计和控制的发射电路。

15、在上述方案的基础上，进一步的，水泥锚为通过混凝土浇筑成大重量的梯形锚体。

16、在上述方案的基础上，进一步的，安装有滑轮的支撑架能够在平面方向内360°自由旋转。

17、有益效果：

18、（1）本实用新型可以将接收到的信息通过电缆传输回岸基控制中心，同时可在控制中心设置发射信号的形式，控制收发合置换能器的工作状态，还能实时监测换能器的深度信息，克服了无线潜标存在的连续工作时间短、数据传输量小、布放回收频繁等问题。

19、（2）本实用新型通过光电复合电缆的光纤极大的增加数据传输量，便于在岸边基站进行数据处理，提高定位精度和数据刷新率，实现高效的实时定位。光电复合电缆内部的电线可以给潜标系统供电，不必更换电池一次布放可随时使用，提高使用效率。

20、（3）本实用新型通过水下电缆传输数据信号，具有更好的安全和隐蔽性的特点。

21、（4）本实用新型通过水泥锚和深度传感器，可以对换能器高度进行调节并且位置是确知的后续定位不需要再进行母船校准，极大降低试验成本。

技术特征：

1.一种水下有缆潜标系统，其特征在于，包括：浮体（1）、缆绳（2）、电子舱（6）、滑轮（5）、支撑架（7）、固定桩（9）以及水泥锚（8）；

2.如权利要求1所述的一种水下有缆潜标系统，其特征在于，所述电路系统（11）包括：用来预处理接收到的水声信号的放大滤波电路，用于将水声模拟信号转换成数字信号的模数转换电路，用于实现发射信号的波形设计和控制的发射电路。

3.如权利要求1或2所述的一种水下有缆潜标系统，其特征在于，所述水泥锚（8）为通过混凝土浇筑成大重量的梯形锚体。

4.如权利要求1或2所述的一种水下有缆潜标系统，其特征在于，安装有所述滑轮（5）的所述支撑架（7）能够在平面方向内360°自由旋转。

5.如权利要求1或2所述的一种水下有缆潜标系统，其特征在于，所述铠装电缆（4）包括：光纤及两路电线，同时所述铠装电缆（4）内部设有钢丝承拉结构。

技术总结
本技术属于海洋环境信息监测技术领域，具体涉及一种水下潜标系统。一种水下有缆潜标系统，其技术方案是：缆绳一端连接浮体，另一端通过拉环与电子舱连接；电子舱通过水密连接器与铠装电缆连接；铠装电缆的另一端绕过安装在支撑架上的滑轮与电缆出水上岸处地下的固定桩连接；水泥锚为支撑架的安装基座；电子舱上安装有收发合置换能器以及深度传感器；电子舱内安装有电路系统。本技术可以将接收到的信息通过电缆传输回岸基控制中心，同时可在控制中心设置发射信号的形式，控制收发合置换能器的工作状态，还能实时监测换能器的深度信息，克服了无线潜标存在的连续工作时间短、数据传输量小、布放回收频繁等问题。

技术研发人员：马鑫,张维,郭乔鹤,陈洪英,张洋波,李超,田鸿兴
受保护的技术使用者：宜昌测试技术研究所
技术研发日：20231120
技术公布日：2024/6/11