一种基于水下移动平台的声源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于水下移动平台的声源装置，所述声源装置包括外挂式声源舱、挂载机构以及多电极发射阵列机构；所述外挂式声源舱通过所述挂载机构外挂固定在所述水下移动平台上；所述外挂式声源舱还与所述多电极发射阵列机构连接；通过将所述外挂式声源舱中的电能传输到所述多电极发射阵列机构后快速释放转化为声能，激发声波。与现有技术相比，本发明专利技术提供的声源装置，在深海海域进行地震探测作业时，由于声源近海底拖曳，相比于海面声源，避免了大深度海水对声波(特别是高频声波)的大幅度衰减，提高了地震探测分辨率，增加了地层穿透深度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水下移动平台的声源装置
本专利技术涉及地球物理勘探调查
，特别是涉及一种基于水下移动平台的声源装置。
技术介绍
常规的海洋地震探测通常是将声源发射阵用调查船拖曳于海面，声源发射的声波经过海水传播后经海底反射后被水听器阵列接收、采集，然后经过进一步计算、成图来分析判断海底地质情况。这种常规海洋地震探测方式在深海海域工作时，由于海水对声波(特别是高频声波)的大幅度衰减，导致常规海洋地震设备对深海地层的探测分辨率和穿透深度均降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于水下移动平台的声源装置，能够提高深海海域海洋地震探测分辨率以及地层穿透深度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于水下移动平台的声源装置，所述声源装置与所述水下移动平台连接；所述声源装置包括外挂式声源舱、挂载机构以及多电极发射阵列机构；所述外挂式声源舱通过所述挂载机构外挂固定在所述水下移动平台上；所述外挂式声源舱还与所述多电极发射阵列机构连接。可选的，所述声源装置还包括高压传输电缆；所述外挂式声源舱通过所述高压传输电缆与所述多电极发射阵列机构连接；所述高压传输电缆至少包括高电位电线和零电位电线两根电线。可选的，所述声源装置还包括尾部拖曳机构；所述尾部拖曳机构为Z型或L型的连接杆；所述连接杆一端与所述水下移动平台的尾部固定连接，所述连接杆的另一端与所述高压传输电缆挂接；所述尾部拖曳机构用于承受所述水下移动平台航行过程中所述高压传输电缆及所述多电极发射阵列机构的拖曳拉力。可选的，所述外挂式声源舱为密封的壳体；所述壳体内包括声源主机模块和电池组；所述声源主机模块包括中央控制器、储能电容组以及与所述中央控制器均连接的充电单元、采样电路、放电单元、光电隔离接口、无线网络接口、电源管理模块；所述电池组通过所述电源管理模块与所述中央控制器连接；所述电源管理模块用于对所述电池组进行管理，避免所述电池组过充和过放，提高所述电池组的使用寿命；所述储能电容组与所述充电单元、所述采样电路以及所述放电单元均连接；所述放电单元与所述多电极发射阵列机构连接；所述储能电容组由多个脉冲储能电容组成；所述采样电路，用于对所述储能电容组的电压进行分压采样，获得所述储能电容组的电压值，并传送至所述中央控制器；所述采样电路为由两个电阻组成的电路；所述光电隔离接口，用于接收外部触发信号；所述无线网络接口，用于接收用户设置的声源参数，并将所述声源参数传送至所述中央控制器；所述无线网络接口为蓝牙接口或者WIFI接口；所述中央控制器，用于根据所述声源参数、所述储能电容组的电压值以及所述外部触发信号，控制所述储能电容组的充电和放电；所述中央控制器为N87C196KD单片机和PSD311外围芯片组成的控制器。可选的，所述充电单元包括升压整流充电电路和充电控制电路；所述中央控制器通过所述充电控制电路与所述升压整流充电电路连接；所述升压整流充电电路还与所述储能电容组、所述电池组均连接；所述升压整流充电电路，用于对所述电池组中的直流电源进行逆变、升压、整流，将所述电池组中的低压直流电源变换为高压直流电源；所述升压整流充电电路为由IGBT全桥电路和高频高压变压器组成的电路；所述充电控制电路为由两片2SD106AI-17驱动芯片组成的电路。可选的，所述放电单元包括全固体放电开关和放电开关控制电路；所述中央控制器通过所述放电开关控制电路与所述全固体放电开关连接；所述全固体放电开关还与所述所述储能电容组、所述多电极发射阵列机构均连接；所述全固体放电开关为DNX_PT85QWx45晶闸管。可选的，所述多电极发射阵列机构包括高压电极阵列、金属框架、透声耐压舱、电解质溶液以及浮力圆柱体结构；所述透声耐压舱内充满所述电解质溶液，且所述高压电极阵列、所述金属框架均沉浸于所述电解质溶液内；所述浮力圆柱体结构为两个，分别位于所述透声耐压舱的首端和尾端，且均与所述透声耐压舱固定连接；所述高压电极阵列与所述高电位电线连接，所述金属框架与零电位电线连接；所述高压电极阵列用于作为所述多电极发射阵列机构的放电的高压电位，所述金属框架用于作为所述多电极发射阵列机构的放电的零电位，所述电解质溶液用于作为所述多电极发射阵列机构的高压电位与零电位之间的放电通道；所述透声耐压舱用于隔绝深水高静压环境，使所述高压电极阵列和所述金属框架处于常压环境；所述浮力圆柱体结构用于抵消所述高压电极阵列和金属框架的重量。可选的，所述高压电极阵列包括多个高压放电电极；所述电解质溶液为海水；所述透声耐压舱的材料为碳纤维材料；所述浮力圆柱体结构的材料为玻璃微珠浮力材料。可选的，所示挂载机构包括固定支架、固定螺栓、减震垫；通过所述固定支架、所述固定螺栓以及所述减震垫将所述外挂式声源舱外挂固定在所述水下移动平台的底部或者侧翼。可选的，所述声源装置还包括水密接插件，所述外挂式声源舱的光电隔离接口通过所述水密接插件所述与水下移动平台的载荷接口相连接，用于实现所述外部触发信号的传输。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种基于水下移动平台的声源装置，所述声源装置包括外挂式声源舱、挂载机构以及多电极发射阵列机构；所述外挂式声源舱通过所述挂载机构外挂固定在所述水下移动平台上；所述外挂式声源舱还与所述多电极发射阵列机构连接；通过将所述外挂式声源舱中的电能传输到所述多电极发射阵列机构后快速释放转化为声能，激发声波。与现有技术相比，本专利技术提供的声源装置，具有以下优点：(1)所述声源装置可以方便的应用于水下移动平台；所述声源装置在深海海域进行地震探测作业时，由于声源近海底拖曳，相比于海面声源，避免了大深度海水对声波(特别是高频声波)的大幅度衰减，提高了地震探测分辨率，增加地层穿透深度。(3)多电极发射阵列机构拖曳于水下运载器后方，减弱了声源发射对水下移动平台中的运载器的振动和干扰，可以发射高大声源级的声波。另外，多电极发射阵列机构中的透声耐压舱的使用，使得声源装置可以在深水高静压条件下使用，产生的声信号频谱与近海面产生的声源级、频谱相当。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例基于水下移动平台的声源装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例基于水下移动平台的声源装置的结构框图；图3为本专利技术外挂式声源舱的结构框图；图4为本专利技术多电极发射阵列机构的侧视示意图；图5为本专利技术多电极发射阵列机构的仰视示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于水下移动平台的声源装置，能够提高深海海域海洋地震探测分辨率以及地层穿透深度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例基于水下移动平台的声源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水下移动平台的声源装置，其特征在于，所述声源装置与所述水下移动平台连接；所述声源装置包括外挂式声源舱、挂载机构以及多电极发射阵列机构；所述外挂式声源舱通过所述挂载机构外挂固定在所述水下移动平台上；所述外挂式声源舱还与所述多电极发射阵列机构连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于水下移动平台的声源装置，其特征在于，所述声源装置与所述水下移动平台连接；所述声源装置包括外挂式声源舱、挂载机构以及多电极发射阵列机构；所述外挂式声源舱通过所述挂载机构外挂固定在所述水下移动平台上；所述外挂式声源舱还与所述多电极发射阵列机构连接。2.根据权利要求1所述的声源装置，其特征在于，所述声源装置还包括高压传输电缆；所述外挂式声源舱通过所述高压传输电缆与所述多电极发射阵列机构连接；所述高压传输电缆至少包括高电位电线和零电位电线两根电线。3.根据权利要求2所述的声源装置，其特征在于，所述声源装置还包括尾部拖曳机构；所述尾部拖曳机构为Z型或L型的连接杆；所述连接杆一端与所述水下移动平台的尾部固定连接，所述连接杆的另一端与所述高压传输电缆挂接；所述尾部拖曳机构用于承受所述水下移动平台航行过程中所述高压传输电缆及所述多电极发射阵列机构的拖曳拉力。4.根据权利要求1所述的声源装置，其特征在于，所述外挂式声源舱为密封的壳体；所述壳体内包括声源主机模块和电池组；所述声源主机模块包括中央控制器、储能电容组以及与所述中央控制器均连接的充电单元、采样电路、放电单元、光电隔离接口、无线网络接口、电源管理模块；所述电池组通过所述电源管理模块与所述中央控制器连接；所述电源管理模块用于对所述电池组进行管理，避免所述电池组过充和过放，提高所述电池组的使用寿命；所述储能电容组与所述充电单元、所述采样电路以及所述放电单元均连接；所述放电单元与所述多电极发射阵列机构连接；所述储能电容组由多个脉冲储能电容组成；所述采样电路，用于对所述储能电容组的电压进行分压采样，获得所述储能电容组的电压值，并传送至所述中央控制器；所述采样电路为由两个电阻组成的电路；所述光电隔离接口，用于接收外部触发信号；所述无线网络接口，用于接收用户设置的声源参数，并将所述声源参数传送至所述中央控制器；所述无线网络接口为蓝牙接口或者WIFI接口；所述中央控制器，用于根据所述声源参数、所述储能电容组的电压值以及所述外部触发信号，控制所述储能电容组的充电和放电；所述中央控制器为N87C196KD单片机和PSD311外围芯片组成的控制器。5.根据权利要求4所述的声源装置，其特征在于，所述充电单元包括升压整流充电电路和充电控制电路；所述中央控制器通过所述充电控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘保华，裴彦良，阚光明，于凯本，黄逸凡，张连成，闫克平，宗乐，孙蕾，
申请(专利权)人：国家海洋局第一海洋研究所，国家深海基地管理中心，
类型：发明
国别省市：山东,37