一种自沉浮式水声信号采集存储装置、投放及回收方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自沉浮式水声信号采集存储装置、投放及回收方法，所述装置包括：支杆、用于给装置增加浮力的浮球(1)、用于采集水声信号的水听器(2)和金属桶(3)；浮球(1)在支杆的顶部，金属桶(3)在支杆的底部，水听器(2)固定在支杆的侧壁上，在金属桶(3)的底部设置脱钩(5)，脱钩(5)连接重物(6)；在所述金属桶(3)内设置存储板和水声释放机构；所述存储板用于对水听器(2)接收到的水声信号进行处理，并根据时间信息将处理后的水声信号以数据文件的形式进行存储；所述水声释放机构用于通过控制脱钩(5)的状态释放重物(6)，从而使整个装置在浮球(1)的带动下浮出海面，通过定位信息实现对装置的回收。

A kind of self sinking and floating underwater acoustic signal acquisition and storage device, delivery and recovery method

The invention discloses a self sinking floating underwater acoustic signal acquisition and storage device, a delivery and a recovery method, the device comprises: a support rod, a floating ball (1) for increasing the buoyancy of the device, a hydrophone (2) for collecting the underwater acoustic signal and a metal bucket (3); the floating ball (1) is at the top of the support rod, the metal bucket (3) is at the bottom of the support rod, the hydrophone (2) is fixed on the side wall of the support rod, and the bottom of the metal bucket (3) The detaching part is provided with a detaching hook (5), which is connected with a heavy object (6); the metal bucket (3) is provided with a storage plate and an underwater acoustic release mechanism; the storage plate is used for processing the underwater acoustic signal received by the hydrophone (2), and storing the processed underwater acoustic signal in the form of a data file according to the time information; the underwater acoustic release mechanism is used for releasing the heavy object (6) by controlling the state of the detaching hook (5) So that the whole device floats out of the sea under the drive of the floating ball (1), and realizes the recovery of the device through the positioning information.

【技术实现步骤摘要】
一种自沉浮式水声信号采集存储装置、投放及回收方法
本专利技术涉及水声测量
，具体涉及一种自沉浮式水声信号采集存储装置、投放及回收方法。
技术介绍
众所周知，声音在水中的传播衰减最小、传播性能最好，并且能够实现远距离传播，是目前研究水下目标、海洋环境噪声最主要的信息载体。因此水声测量技术越来越受到人们的重视。水声信号采集记录装置可以用于监测海洋环境噪声、研究海洋生物等，但目前的水声信号采集设备一般数据存储容量小、功耗大、锚系布放作业繁琐等缺点，难以满足长时间序列的水声应用需求。因此研制一种大容量存储、自沉浮式、低功耗的水声信号采集记录装置是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种自沉浮式、大容量水声信号采集存储装置、投放及回收方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提出了一种自沉浮式水声信号采集存储装置，所述装置包括：支杆、用于给装置增加浮力的浮球、用于采集水声信号的水听器和金属桶；浮球在支杆的顶部，金属桶在支杆的底部，水听器固定在支杆的侧壁上，在金属桶的底部设置脱钩，脱钩连接重物；在所述金属桶内设置存储板和水声释放机构；所述存储板，用于对水听器接收到的水声信号进行处理，并根据时间信息将处理后的水声信号以数据文件的形式进行存储；所述水声释放机构，用于通过控制脱钩的状态，释放重物，从而使整个装置在浮球的带动下浮出海面，还用于将装置的定位信息发送出去，实现对装置的回收。作为上述装置的一种改进，所述存储板包括模拟放大电路、模数转换器、主控电路、切换开关、多个SD卡、定时模块和USB数据读取接口；所述模拟放大电路与水听器相连，所述模拟放大电路与模数转换器相连，所述模数转换器与主控电路通过IO口相连，所述主控电路与切换开关通过IO口相连，切换开关与SD卡相连，所述定时模块与主控电路通过串口相连；所述USB数据读取接口与主控电路连接；所述模拟放大电路，用于将水声信号进行滤波和放大，得到模拟水声信号；所述模数转换器，用于将模拟水声信号转换成数字信号，传输给主控电路；所述主控电路，用于接收定时模块的时间信息，用于通过对切换开关的控制，将时间信息和数字信号写入SD卡；还用于控制定时模块的开关；所述切换开关，用于选择一个SD卡进行存储操作；所述SD卡，用于接收时间信息和数字信号，以开始采集时刻的年月日时分秒作为数据文件的文件名，将数字信号存储在数据文件；所述定时模块，用于为主控电路提供时间信息；所述USB数据读取接口，用于读取SD卡存储的数据文件。作为上述装置的一种改进，所述SD卡的数量为8块，容量为512G。作为上述装置的一种改进，所述定时模块采用GPS定时或北斗定时。作为上述装置的一种改进，所述水声释放机构包括：换能器、水声板、电机、定位模块及数传模块；换能器与水声板相连，水声板分别和电机、定位模块相连，定位模块与数传模块相连；所述换能器，用于接收到甲板机呼出的信号，转发至水声板，所述水声板，用于识别换能器转发的信号，如果为释放信号，则向电机发出释放重物的控制信号，并向定位模块供电；如果为关闭释放信号，则停止向定位模块供电；所述电机，用于接收释放重物的控制信号，控制脱钩的状态，使重物脱离脱钩；所述定位模块，用于在装置返回水面时获取装置的位置信息；所述数传模块，用于向上位机传输定位模块输出的装置的位置信息。作为上述装置的一种改进，所述定位模块采用GPS定位或北斗定位。作为上述装置的一种改进，所述装置还包括用于控制装置开关的磁开关，设置在金属桶的内壁上。作为上述装置的一种改进，所述装置还包括用于为装置供电的锂电池，设置在金属桶内。本专利技术还提出了一种自沉浮式水声信号采集存储装置的投放方法，所述方法包括以下步骤：用磁铁靠近磁开关，所述装置上电；定时模块上电后开始对钟，若十分钟之内定时模块断电，则对钟成功，将当前时刻通过主控电路写入SD卡；水听器开始采集水声信号，发送至所述存储板，多个SD卡以开始采集时刻的年月日时分秒作为数据文件的文件名，将数字信号存储在数据文件中；将该装置投入海里进行长时间数据采集与存储。本专利技术还提出了一种自沉浮式水声信号采集存储装置的回收方法，所述方法包括以下步骤：所述换能器接收到甲板机呼出的释放信号，转发至水声板，所述水声板向电机发出释放重物的控制信号，同时向定位模块供电；电机控制脱钩将重物脱落，所述装置在浮球的带动下上浮；所述装置上浮出水后，定位模块对装置进行定位，将装置的位置信息通过数传模块发送出去；根据接收到的位置信息对该装置进行打捞回收；所述换能器接收到甲板机呼出的关闭释放信号，转发至水声板；所述水声板停止向定位模块供电；通过所述USB数据读取接口导出多个SD卡上的数据文件。相比于现有技术，本专利技术的优点和有益效果为：1、本专利技术水声信号采集存储装置采用嵌入式技术，低功耗模数转换器和主控芯片使得整机功耗很低；2、本专利技术水声信号采集存储装置采用高灵敏度的水听器和低噪声运放，使得整机信噪比很高；3、本专利技术水声信号采集存储装置具有大容量存储、高采样率的优点，并支持长时间采集，有效的带宽更高；4、本专利技术水声信号采集存储装置采用机械释放，使其工作环境范围更广，释放速度更快。附图说明图1为本专利技术的水声信号采集存储装置的整体结构框图；图2为本专利技术的水声信号采集存储装置的采集及存储板的连接图；图3为本专利技术的水声信号采集存储装置的水声释放机构的连接图；图4为本专利技术的水声信号采集存储装置的投放及回收方法流程框图。附图标识1、浮球2、水听器3、金属桶4、磁开关5、脱钩6、重物11、模拟放大电路12、模数转换器13、主控电路14、切换开关15、SD卡16、GPS定时模块17、USB数据读取接口21、换能器22、水声板23、电机24、GPS定位模块25、数传模块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的一部分实施例，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。实施例1如图1所示，本专利技术的实施例1提供了一种自沉浮式水声信号采集存储装置，所述装置包括：浮球1、水听器2、金属桶3、磁开关4、脱钩5和重物6；浮球1，用于给装置增加浮力，在装置释放后，使其从水中浮起；水听器2，用于将水中的声音信号转为模拟电信号；在金属桶3设置锂电池、采集及存储板和水声释放机构；锂电池设置在金属桶3内，用于为装置供电，在锂电池上面用铜柱固定采集及存储板和水声释放机构；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自沉浮式水声信号采集存储装置，其特征在于，所述装置包括：支杆、用于给装置增加浮力的浮球(1)、用于采集水声信号的水听器(2)和金属桶(3)；浮球(1)在支杆的顶部，金属桶(3)在支杆的底部，水听器(2)固定在支杆的侧壁上，在金属桶(3)的底部设置脱钩(5)，脱钩(5)连接重物(6)；在所述金属桶(3)内设置存储板和水声释放机构；/n所述存储板，用于对水听器(2)接收到的水声信号进行处理，并根据时间信息将处理后的水声信号以数据文件的形式进行存储；/n所述水声释放机构，用于通过控制脱钩(5)的状态，释放重物(6)，从而使整个装置在浮球(1)的带动下浮出海面，还用于将装置的定位信息发送出去，实现对装置的回收。/n

【技术特征摘要】
1.一种自沉浮式水声信号采集存储装置，其特征在于，所述装置包括：支杆、用于给装置增加浮力的浮球(1)、用于采集水声信号的水听器(2)和金属桶(3)；浮球(1)在支杆的顶部，金属桶(3)在支杆的底部，水听器(2)固定在支杆的侧壁上，在金属桶(3)的底部设置脱钩(5)，脱钩(5)连接重物(6)；在所述金属桶(3)内设置存储板和水声释放机构；
所述存储板，用于对水听器(2)接收到的水声信号进行处理，并根据时间信息将处理后的水声信号以数据文件的形式进行存储；
所述水声释放机构，用于通过控制脱钩(5)的状态，释放重物(6)，从而使整个装置在浮球(1)的带动下浮出海面，还用于将装置的定位信息发送出去，实现对装置的回收。


2.根据权利要求1所述的自沉浮式水声信号采集存储装置，其特征在于，所述存储板包括模拟放大电路(11)、模数转换器(12)、主控电路(13)、切换开关(14)、多个SD卡(15)、定时模块(16)和USB数据读取接口(17)；所述模拟放大电路(11)与水听器(2)相连，所述模拟放大电路(11)与模数转换器(12)相连，所述模数转换器(12)与主控电路(13)通过IO口相连，所述主控电路(13)与切换开关(14)通过IO口相连，切换开关(14)与SD卡(15)相连，所述定时模块与主控电路(13)通过串口相连；所述USB数据读取接口(17)与主控电路(13)连接；
所述模拟放大电路(11)，用于将水声信号进行滤波和放大，得到模拟水声信号；
所述模数转换器(12)，用于将模拟水声信号转换成数字信号，传输给主控电路；
所述主控电路(13)，用于接收定时模块的时间信息，用于通过对切换开关(14)的控制，将时间信息和数字信号写入SD卡(15)；还用于控制定时模块的开关；
所述切换开关(14)，用于选择一个SD卡(15)进行存储操作；
所述SD卡(15)，用于接收时间信息和数字信号，以开始采集时刻的年月日时分秒作为数据文件的文件名，将数字信号存储在数据文件；
所述定时模块，用于为主控电路(13)提供时间信息；
所述USB数据读取接口(17)，用于读取SD卡(15)存储的数据文件。


3.根据权利要求2所述的自沉浮式水声信号采集存储装置，其特征在于，所述SD卡(15)的数量为8块，容量为512G。


4.根据权利要求2所述的自沉浮式水声信号采集存储装置，其特征在于，所述定时模块采用GPS定时或北斗定时。


5.根据权利要求2或3所述的自沉浮式水声信号采集存储装置，其特征在于，所述水声释放机构包括：换能器(21)、水声板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娟，张盛泉，游庆瑜，郭永刚，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11