一种适用于高纬度极寒海域声学水文测量的垂直阵系统.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN107356233A

(43)申请公布日2017.11.17

(21)申请号CN201710447221.7

(22)申请日2017.06.14

(71)申请人中国科学院声学研究所

地址100190北京市海淀区北四环西路21号

(72)发明人张春龙尹力卫翀华

(74)专利代理机构北京方安思达知识产权代理有限公司

代理人陈琳琳

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种适用于高纬度极寒海域声学水

文测量的垂直阵系统

(57)摘要

本发明公开了一种适用于高纬度极

寒海域声学水文测量的垂直阵系统，所述

垂直阵系统包括通过高强度绳缆串联的若

干个水听器，所述水听器包括：高灵敏度

水听器头，用于接收海洋环境噪声和水声

通信信号；信号采集与调理电路，用于对

高灵敏度水听器头进行采集和调理；传感

器模块，用于采集压力、温度、倾角、加

速度和方位信息；包括：压力传感器，倾

角传感器、加速度传感器、温度传感器和

方位传感器；主控制器，用于控制各模块

之间的数据传输；和高精度实时时钟，用

于实现各水听器节点的粗精度同步。本发

明提供的系统不受电缆约束，而且垂直阵

中带电设备都以耐极低温的目标进行设

计，使得整个系统特别适合在北极及毗邻

海域的深海声学测量中使用。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种适用于高纬度极寒海域声学水文测量的垂直阵系统,其特征在于,所述垂直阵

系统包括通过高强度绳缆串联的若干个水听器,所述水听器包括:

高灵敏度水听器头,用于接收海洋环境噪声和水声通信信号;

信号采集与调理电路,用于对高灵敏度水听器头进行采集和调理;

传感器模块,用于采集压力、温度、倾角、加速度和方位信息;包括:压力传感器,倾

角传感器、加速度传感器、温度传感器和方位传感器;

主控制器,用于控制各模块之间的数据传输;和

高精度实时时钟,用于实现各水听器节点的粗精度同步。

2.根据权利要求1所述的适用于高纬度极寒海域声学水文测量的垂直阵系统,其特征

在于,所述水听器还包括供电模块,用于保障电路在-40°C的极低温下能够正常供电;

所述供电模块包括耐低温锂电池组和超级电容,所述耐低温锂电池组为水听器供电,

最高电压为14.8V,容量为2200mAh,在-40°C下实现充放电;所述超级电容在低温下

为高精度实时时钟供电。

3.根据权利要求1所述的适用于高纬度极寒海域声学水文测量的垂直阵系统,其特征

在于,所述水听器还包括:数据存储模块,用于存储水听器采集数据。

4.根据权利要求1所述的适用于高纬度极寒海域声学水文测量的垂直阵系统,其特征

在于,当所述系统处于水声通信工作模式时,所述系统还包括:水声通信机;当垂直阵

系统入水后,各水听器节点设备处在低功耗的待机检测状态,通过水声通信机向垂直

阵系统发送启动信号,每个水听器节点设备接收到启动信号进入连续采集工作状态;

并通过水声通信机实时发送暂停、停止或重新配置采样命令。

5.根据权利要求1所述的适用于高纬度极寒海域声学水文测量的垂直阵系统,其特征

在于,当所述系统处于姿态识别工作模式时,所述主控制器还包括:状态自动切换单元;

用于使水听器节点设备通过判断系统出入水情况来切换工作状态:当水听器的压力

传感器检测到水压的变化、倾角传感器检测到水听器接近于垂直状态和加速度传感

器检测到Z轴方向产生连续较大变化时,判断水听器进入海水,则状态自动切换单元

切换到连续采集工作状态;当判断水听器离开海水,则状态自动切换单元切换到待机

检测状态。

说明书

技术领域

本发明涉及海洋声学测量领域,特别涉及一种适用于高纬度极寒海域声学水文测量

的垂直阵系统。

背景技术

近