一种基于多通道发射阵换能器的声呐及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多通道发射阵换能器的声呐及控制方法，该声呐包括：多条发射通道组成的发射阵换能器，用于发射声信号，每条发射通道正负极单独引线，能够单独发射声信号；多个阵元组成的接收面阵换能器，用于接收所述声信号的回波信号；控制器，用于控制每条通道进行工作，并根据命令提示控制通道的工作数量，以使所述发射阵换能器处于不同的工作模式，且所述控制器与通道之间还依次连接有功率放大器和变压器；其他必要组件，通过控制器改变发射阵换能器的发射通道数量，实现了对探测角度和探测距离调节，以满足在复杂航道上的不同探测需求。同探测需求。同探测需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多通道发射阵换能器的声呐及其控制方法


[0001]本专利技术属于航道探测
，具体涉及一种基于多通道发射阵换能器的声呐及其控制方法。

技术介绍

[0002]在船航行时，对航道的探测范围是最基本的指标之一，为了避免航道上的障碍物，必须有良好的探测角度和探测距离，当船只行驶在海面上时，船速通常较快，为避免航道上的障碍物，需要获得更远的探测距离，当船只行驶在码头以及港口时，水下情况复杂危险因素较多，需要更广的探测角度来避免搁浅或碰撞，声呐即是航道探测的重要手段之一。
[0003]声呐换能器是声呐中的重要器件，其有两个作用，一是在水下发射声波，二是在水下接收声波，但现有技术中的声呐换能器只有一个工作模式，其最大探测角度和距离是固定的，而由于航道的复杂性，单一工作模式的声呐换能器难以满足复杂航道的使用要求。
[0004]因此，如何满足复杂航道的探测要求，是本领域技术人员有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中声呐换能器最大探测角度和探测距离固定，难以应对复杂航道的探测要求。
[0006]为实现上述技术目的，一方面，本专利技术提供了基于多通道发射阵换能器的声呐，该声呐包括：多条发射通道组成的发射阵换能器，用于发射声信号，每条发射通道正负极单独引线，能够单独发射声信号；多个阵元组成的接收面阵换能器，用于接收所述声信号的回波信号；控制器，用于控制每条通道进行工作，并根据命令提示控制通道的工作数量，以使所述发射阵换能器处于不同的工作模式；其他必要组件。
[0007]进一步地，所述发射通道中的发射阵具体为弧形发射阵。
[0008]进一步地，所述发射通道数量至少为2条。
[0009]进一步地，所述接收面阵换能器具体为由n（水平）
×
n（竖直）阵元组成的二维接收面阵，用于接收三维回波声信号进一步地，所述其他必要组件，至少包括：壳体；设置于壳体内部的背衬层，用于吸收进入该背衬层的声信号能量；设置于壳体内部的防水层，用于隔绝水体与换能器构件；发射机，用于产生电信号；接收机，包括放大电路、混频电路、滤波电路，用于接收处理声信号。
[0010]进一步地，所述防水层具体为防水聚氨酯，且其表面涂覆仿生物附着材料，所述背
衬层为硬脂泡沫。
[0011]另一方面，本专利技术还提供了一种基于多通道发射阵换能器的声呐的控制方法，应用于如上所述的基于多通道发射阵换能器的声呐中，所述方法包括：确定船只当前行驶的航道状态；基于所述航道状态确定所述声呐工作模式，所述工作模式包括第一模式、第二模式和第三模式；其中，所述第一模式具体为开启第一数量区间内的发射阵进行工作，所述第二模式具体为开启第二数量区间内的发射阵进行工作，所述第三模式具体为第一模式和第二模式交替运行，所述第一数量区间的最小值大于所述第二数量区间的最大值，所述第一数量区间的最大值为发射阵的总数量，所述第二数量区间的最小值为1，所述第一数量区间的最小值和第二数量区间的最大值由所述总数量进行确定。
[0012]本专利技术提供的一种基于多通道发射阵换能器的声呐及其控制方法，与现有技术相比，本申请声呐包括：多条发射通道组成的发射阵换能器，用于发射声信号，每条发射通道正负极单独引线，能够单独发射声信号；多个阵元组成的接收面阵换能器，用于接收所述声信号的回波信号；控制器，用于控制每条通道进行工作，并根据命令控制通道的工作数量，以使所述发射阵换能器处于不同的工作模式，且所述控制器与通道之间还依次连接有功率放大器和变压器；其他必要组件，通过控制器改变发射阵换能器的发射阵通道数量，实现了对探测角度和探测距离的调节，以满足在复杂航道上的不同探测需求。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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说明书记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1所示为本说明书实施例提供的基于多通道发射阵换能器的声呐的整体结构示意图；图2所示为本说明书实施例中压电元件层平面示意图；图3所示为本说明书实施例中弧形发射阵示意图；图4所示为本说明书实施例提供的基于多通道发射阵换能器的声呐的控制方法示意图；图5所示为本说明书实施例中控制器与通道之间的连接示意图。
具体实施方式
[0015]为了使本领域普通技术人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0016]如图4所示为本说明实施例提供的基于多通道发射阵换能器的声呐的控制方法的
流程示意图，虽然本说明提供了如下实施例或附图中所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或无需创造性劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者部分合并后更少的操作步骤或模块单元，在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本说明书实施例或附图所示的执行顺序或模块结构。所述的方法或模块结构在实际中的装置、服务器或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的方法或模块结构进行顺序执行或者并行执行。
[0017]本说明书实施例中提供的基于多通道发射阵换能器的声呐的整体结构图具体可如图1所示包括壳体、防水层、压电元件层、背衬层和控制线缆，该声呐还包括：多条发射通道组成的发射阵换能器，用于发射声信号，每条发射通道正负极单独引线，能够单独发射声信号；多个阵元组成的接收面阵换能器，用于接收所述声信号的回波信号；控制器，用于控制每条通道进行工作，并根据命令提示控制通道的工作数量，以使所述发射阵换能器处于不同的工作模式，且所述控制器与通道之间还依次连接有功率放大器和变压器；其他必要组件。
[0018]具体的，通过研究发现，传统声呐无法调节探测角度和探测距离的主要因素是发射阵线度固定，本申请将多条发射阵封装集成到同一基阵中也即位于同一水平面上形成发射阵换能器，每条发射阵具体为弧形发射阵，且对应一个通道，所述弧形发射阵的正负极单独引线，且所述弧形发射阵垂直于所述平面，通过控制发射阵换能器从而改变探测角度和探测距离，声呐在工作时，控制器通过线缆分别与所述发射阵换能器和接收面阵换能器连接，用于控制发射阵换能器和接收面阵换能器的工作模式，通过控制器对发射阵换能器进行控制，发射阵换能器和接收面阵换能器集成在同一基阵中，控制过程例如开启一条弧形发射阵也即开启一条发射通道，一条弧形发射阵对应一个发射通道，或者开启两条弧形发射阵，或者同时开启全部弧形发射阵，控制器中的控制电路能够控制单条弧形发射阵的开启与关闭，且还能对单条弧形发射阵施加不同频率的电压，因为在开启一条弧形发射阵进行工作和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多通道发射阵换能器的声呐，其特征在于，所述声呐包括：多条发射通道组成的发射阵换能器，用于发射声信号，每条发射通道正负极单独引线，能够单独发射声信号；多个阵元组成的接收面阵换能器，用于接收所述声信号的回波信号；控制器，用于控制每条通道进行工作，并根据命令提示控制通道的工作数量，以使所述发射阵换能器处于不同的工作模式；其他必要组件。2.如权利要求1所述的基于多通道发射阵换能器的声呐，其特征在于，所述发射通道中发射阵具体为弧形发射阵。3.如权利要求1所述的基于多通道发射阵换能器的声呐，其特征在于，所述发射通道的数量至少为2条。4.如权利要求1所述的基于多通道发射阵换能器的声呐，其特征在于，所述接收面阵换能器具体为由n（水平）
×
n（竖直）阵元组成的二维接收面阵，用于接收三维回波声信号。5.如权利要求1所述的基于多通道发射阵换能器的声呐，其特征在于，所述其他必要组件，至少包括：壳体；设置于壳体内部的背衬层，用于吸收进入该背衬层的声信号能量；设置于壳体内部的防水层...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁东，钟渝彬，殷子睿，
申请(专利权)人：北京海卓同创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：