一种浅地层剖面仪及系统技术方案

本发明专利技术涉及海洋探测装备技术领域，尤其涉及一种浅地层剖面仪及系统。其包括换能器基阵和电子仓；所述换能器基阵由发射阵和接收阵列组成；所述电子仓包括发射机、接收机和数据采集与处理单元；所述发射阵与发射机连接，用于发射声信号；所述接收阵列与接收机连接，用于接收回波信号；所述发射阵和接收阵列为T型基阵或十字型基阵，所述发射阵和接收阵列均为线性排列，所述发射阵沿轨方向垂直设置，且位于接收阵列的一端或接收阵列中部。本发明专利技术通过换能器基阵的布局为T型基阵或十字型基阵，在沿轨方向设置接收陈列和垂向设置发射阵列，并采用合成孔径成像技术提高沿轨方向的分辨率。用合成孔径成像技术提高沿轨方向的分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种浅地层剖面仪及系统


[0001]本专利技术涉及海洋探测装备
，尤其涉及一种浅地层剖面仪及系统。

技术介绍

[0002]在海底地质调查、地球物理勘探、海洋工程、海洋观测、管线铺设及调查、航道调查等应用中，海洋浅地层剖面仪应用十分广泛。该类型声纳测量技术是一种基于声学探测原理，走航中连续探测海底浅部地层构造的地球物理勘探方法。在走航过程中，设置在船、拖曳体或者水下机器人上的浅地层剖面仪的换能器按照一定时间间隔垂直向下发射声脉冲，声脉冲穿过海水触及海底以后，部分声能反射返回换能器；另外一部分声能继续向地层深层传播，同时回波陆续返回，声波传播的声能逐渐损失，直至声波能量耗尽为止，换能器接收一系列反射回波，以垂直纵向剖面图形方式来反映海底浅地层构造。
[0003]目前浅地层剖面仪主要有线性声源式和非线性声源式(通常为参量阵式)两种，其中线性声源式浅地层剖面仪存在沿轨分辨率差和换能器尺寸较大，安装使用不便的问题；非线性声源式浅地层剖面仪存在换能器发射功率大时会导致空化现象，且换能器转化效率较低，由于采用实孔径成像，在水下对目标进行探测时极易造成漏测。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种浅地层剖面仪及系统。
[0005]根据本专利技术提供的一种浅地层剖面仪，其中，包括换能器基阵和电子仓；
[0006]所述换能器基阵由发射阵和接收阵列组成；
[0007]所述电子仓包括发射机、接收机和数据采集与处理单元；
[0008]所述发射阵与发射机连接，用于发射声信号；
[0009]所述接收阵列与接收机连接，用于接收回波信号。
[0010]优选的，所述发射阵和接收阵列为T型基阵，所述发射阵和接收阵列均为线性排列，所述发射阵沿轨方向垂直设置，且位于接收阵列的一端。
[0011]优选的，所述发射阵和接收阵列为十字型基阵，所述发射阵和接收阵列均为线性排列，所述发射阵沿轨方向垂直设置，且位于接收阵列中部。
[0012]进一步优选的，所述发射阵和接收阵列均为小孔径基阵，并采用合成孔径成像提高沿轨方向的水平分辨率。
[0013]优选的，所述电子仓还包括电源模块，所述电源模块为电子仓提供电能。
[0014]优选的，所述数据采集与处理单元还连接有显控单元，所述显控单元用于图像与数据的显示，以及控制参数的下发到数据采集与处理单元。
[0015]优选的，所述数据采集与处理单元包括深度传感器、温度传感器和惯导装置。
[0016]根据本专利技术提供的一种浅地层剖面仪系统，其中，包括换能器模块、发射模块、接收模块和数据采集与处理模块；
[0017]所述发射模块和接收模块均与换能器模块连接，且另一端与数据采集与处理模块
连接；
[0018]所述发射模块、接收模块和数据采集与处理模块还连接有电源模块。
[0019]优选的，所述数据采集与处理模块包括深度传感器单元、温度传感器单元和惯导单元。
[0020]进一步优选的，所述数据采集与处理模块还连接有显控单元。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0022]1、本专利技术的一种浅地层剖面仪及系统通过换能器基阵的布局为T型基阵或十字型基阵，在沿轨方向设置接收陈列和垂向设置发射阵列，并采用合成孔径成像技术提高沿轨方向的分辨率；
[0023]2、本专利技术的一种浅地层剖面仪及系统通过换能器基阵的布局，相较与传统线性声源式换能器的尺寸更小，方便安装；
[0024]3、本专利技术的一种浅地层剖面仪及系统在沿轨方向上，发射器采用宽波束，避免了参量阵式在水下对目标进行检测时极易造成漏测的现象。
附图说明
[0025]图1为本专利技术一种实施例的示意图；
[0026]图2为图1中发射阵和接收阵列布局示意图；
[0027]图3为图1中发射阵和接收阵列另一种布局示意图；
[0028]图4为本专利技术的工作示意图；
[0029]图5为本专利技术的系统模块图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0031]实施例一
[0032]如图1所示，本专利技术提出的一种浅地层剖面仪，包括换能器基阵和电子仓；
[0033]所述换能器基阵由发射阵和接收阵列组成；
[0034]所述电子仓包括发射机、接收机和数据采集与处理单元；
[0035]所述发射阵与发射机连接，用于发射声信号；
[0036]所述接收阵列与接收机连接，用于接收回波信号。
[0037]本申请中，发射机用于输出低频信号，发射阵与发射机连接，其接收发射机输出的低频信号后，将其转换为声信号，并向海底辐射该低频信号；
[0038]接收阵列上包括多个接收阵元，用于接收海底表面及海底以下地质层的回波信号，该回波信号为发射机发射的低频信号在接触海底表面及海底以下地质层后反射回的信号；接收阵列接收到回波信号后，将其输送至接收机。
[0039]在本实施例中，如图2所示，所述发射阵和接收阵列为T型基阵，所述发射阵和接收阵列均为线性排列，所述发射阵沿轨方向垂直设置，且位于接收阵列的一端。
[0040]本实施例的另一种实施方式，如图3所示，所述发射阵和接收阵列为十字型基阵，所述发射阵和接收阵列均为线性排列，所述发射阵沿轨方向垂直设置，且位于接收阵列中部。
[0041]本实施例中，所述发射阵和接收阵列均为小孔径基阵，并采用合成孔径成像提高沿轨方向的水平分辨率。
[0042]在本实施例中，发射阵为线阵设置，沿轨方向垂直设置；接收阵列也为线阵设置，与沿轨方向平行设置。
[0043]发射阵与接收阵列组成T型或十字型布局，发射阵采用线性声源式，在工作时，其沿轨方向采用合成孔径技术，用于提高图像水平分辨率，如图4所示，其产生的水下图像为深度剖面图，在深度或距离方向上由发射阵发射宽带信号提高分辨率，在沿轨方向由于采用合成孔径技术，因此，分辨率与工作频率和探测深度无关，所以本申请的分辨率高于参量阵浅地层剖面仪，远高于传统的线性声源式浅地层剖面仪。
[0044]在本申请中，发射阵采用宽波束，避免了参量阵式在水下对目标进行检测时极易造成漏测的现象。
[0045]在本实施例中，所述电子仓还包括电源模块，所述电源模块为电子仓提供电能。
[0046]所述数据采集与处理单元还连接有显控单元，所述显控单元用于图像与数据的显示，以及控制参数的下发到数据采集与处理单元。
[0047]所述数据采集与处理单元与显控单元通过以太网进行连接。
[0048]所述数据采集与处理单元包括深度传感器、温度传感器和惯导装置。
[0049]在本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅地层剖面仪，其特征在于，包括换能器基阵和电子仓；所述换能器基阵由发射阵和接收阵列组成；所述电子仓包括发射机、接收机和数据采集与处理单元；所述发射阵与发射机连接，用于发射声信号；所述接收阵列与接收机连接，用于接收回波信号。2.根据权利要求1所述的一种浅地层剖面仪，其特征在于，所述发射阵和接收阵列为T型基阵，所述发射阵和接收阵列均为线性排列，所述发射阵沿轨方向垂直设置，且位于接收阵列的一端。3.根据权利要求1所述的一种浅地层剖面仪，其特征在于，所述发射阵和接收阵列为十字型基阵，所述发射阵和接收阵列均为线性排列，所述发射阵沿轨方向垂直设置，且位于接收阵列中部。4.根据权利要求2或3所述的一种浅地层剖面仪，其特征在于，所述发射阵和接收阵列均为小孔径基阵，并采用合成孔径成像提高沿轨方向的水平分辨率。5.根据权利要求1所述的一种浅地层剖面仪，其特征在于，所述电子仓还包括电源模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海亮，陈鑫，
申请(专利权)人：上海迈波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：