多用途声呐浮标系统.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020503738.0 (22)申请日 2020.04.09 (73)专利权人 湖南国天电子科技有限公司 地址 410000 湖南省长沙市高新区岳麓西 大道588号芯城科技园3幢12层1201号 (72)发明人 陈新肖志伟吕冰冰江峦 陈路何成侯帅 (74)专利代理机构 长沙大珂知识产权代理事务 所(普通合伙) 43236 代理人 伍志祥 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01S 19/42(2010.01) G08C 17/02(2006.0

2、1) B63B 22/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种多用途声呐浮标系统 (57)摘要 本实用新型提供一种多用途声呐浮标系统， 包括水面气囊浮体， 起吊环， 连接电缆， 电子舱， 传感器舱， 铅鱼块， 可充电的信息传输板结构， 电 子舱内控制板结构， 传感器模块安装板结构和支 架， 所述的起吊环分别镶嵌在水面气囊浮体的上 部前后两侧中间位置。 本实用新型多用途声呐浮 标在完成水下噪声采集、 水下目标探测、 方位估 计的声呐功能的同时， 利用声呐浮标内置的其他 各类传感器测量所在周边环境中的热、 红外等其 他信号， 从而探测包括温度、 湿度、 光强度、 压力、 浊度、 PH值、

3、 含氧量等众多信息， 内置传感器可根 据用户需求进行加装或更改； 采集存储的信息可 以无线传输至相近船载设备或岸基设备进行后 处理。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 211668565 U 2020.10.13 CN 211668565 U 1.一种多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 该多用途声呐浮标系统， 包括水面气囊浮体 （1） ， 起吊环 （2） ， 连接电缆 （3） ， 电子舱 （4） ， 传感器舱 （5） ， 铅鱼块 （6） ， 可充电的信息传输板 结构 （7） ， 电子舱内控制板结构 （8） ， 传感器模块安装板结构 （9） 和支架 （10） ， 所述的起吊环 （2）

4、分别镶嵌在水面气囊浮体 （1） 的上部前后两侧中间位置； 所述的水面气囊浮体 （1） 通过 连接电缆 （3） 将电子舱 （4） 和传感器舱 （5） 相连接； 所述的电子舱 （4） 和传感器舱 （5） 之间螺 钉连接有支架 （10） ； 所述的铅鱼块 （6） 螺钉连接在传感器舱 （5） 的下侧； 所述的可充电的信 息传输板结构 （7） 螺钉连接在水面气囊浮体 （1） 的上部； 所述的电子舱内控制板结构 （8） 螺 钉连接在电子舱 （4） 内； 所述的传感器模块安装板结构 （9） 螺钉连接在传感器舱 （5） 内。 2.如权利要求1所述的多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 所述的可充电的信息传输板

5、结构 （7） 包括支撑网板 （71） ， 北斗定位天线 （72） ， 无线传输天线 （73） ， 指示灯珠 （74） ， 支撑杆 （75） 和太阳能充电板 （76） ， 所述的北斗定位天线 （72） 螺纹连接在支撑网板 （71） 的上部左侧 位置； 所述的无线传输天线 （73） 螺纹连接在支撑网板 （71） 的上部右侧位置； 所述的指示灯 珠 （74） 分别镶嵌在北斗定位天线 （72） 和无线传输天线 （73） 的内部上侧位置； 所述的支撑杆 （75） 呈倾斜状螺钉连接在支撑网板 （71） 的下表面四角位置； 所述的太阳能充电板 （76） 螺钉 连接在支撑杆 （75） 的正表面上部位置。 3.

6、如权利要求1所述的多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 所述的电子舱内控制板结构 （8） 包括控制电路板 （81） ， 无线通信模块 （82） ， 信号处理模块 （83） ， 水声数据采集模块 （84） ， 传感器数据采集模块 （85） ， 存储模块 （86） ， 电源模块 （87） 和北斗定位模块 （88） ， 所述的无线 通信模块 （82） 焊接在控制电路板 （81） 的上部中间位置； 所述的信号处理模块 （83） 焊接在控 制电路板 （81） 的正表面中间位置； 所述的水声数据采集模块 （84） 螺钉连接在控制电路板 （81） 的左侧中间位置； 所述的传感器数据采集模块 （85） ， 存储

7、模块 （86） 和电源模块 （87） 从 左到右依次焊接在控制电路板 （81） 的下部； 所述的北斗定位模块 （88） 镶嵌在控制电路板 （81） 的右侧中间位置。 4.如权利要求1所述的多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 所述的传感器模块安装板结 构 （9） 包括传感器固定板 （91） ， 温度传感器 （92） ， 压力传感器 （93） ， 声换能器 （94） 和传感器 预留槽板 （95） ， 所述的温度传感器 （92） 和压力传感器 （93） 分别镶嵌在传感器固定板 （91） 的 左侧； 所述的压力传感器 （93） 螺钉连接在传感器固定板 （91） 的正部中间位置； 所述的传感 器预留槽板

8、 （95） 设置在传感器固定板 （91） 的右侧。 5.如权利要求1所述的多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 所述的连接电缆 （3） 具体采 用水密承重数据传输电缆。 6.如权利要求2所述的多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 所述的支撑网板 （71） 具体采 用外凸的带有圆形网孔的不锈钢网板。 7.如权利要求4所述的多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 所述的传感器预留槽板 （95） 内可连接湿度传感器、 光强度传感器、 浊度传感器、 PH值传感器以及含氧量传感器。 8.如权利要求4所述的多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 所述的声换能器 （94） 对外电 性连接水声数据采集模块 （84） 和传

9、感器数据采集模块 （85） 。 9.如权利要求4所述的多用途声呐浮标系统， 其特征在于， 所述的声换能器 （94） 对内电 性连接温度传感器 （92） ， 压力传感器 （93） 和传感器预留槽板 （95） 。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211668565 U 2 一种多用途声呐浮标系统 技术领域 0001 本实用新型属于海洋浮标技术领域， 尤其涉及一种多用途声呐浮标系统。 背景技术 0002 由于海洋面积广大， 深度很深， 深海区和远海区均很难进入， 深海区压力巨大、 环 境腐蚀性和光学不透明性都是很大的问题， 开发海洋资源的瓶颈主要在于难以进行海洋认 知的相关研究。 研究开发海洋资源

10、要先对海洋形成一个完整的认知， 从无机环境到有机生 物都是我们需要了解的。 深海及远海的环境和生物相关资料都很难获取， 这也是我们开发 海洋资源的一个瓶颈。 0003 此外， 由于海洋环境的复杂和资源难以采样研究， 因此在深海和远海的研究中， 每 一次科研活动都要付出极高的代价来获取有限的资源和样本， 其作业范围也十分有限， 当 舰船、 潜艇的能源余留一般时就必须返航进行补充， 影响了作业周期， 效率也比较低。 而且 在海水中， 高频内波是沿海水域水平应变的主要原因。 当这些波在海洋中传播时， 它们在波 浪的顶部形成一个会聚区。 根据现有的理论模型可以预测水的深度会控制浮游生物积聚在 波谷中，

11、 其中水平应变从收敛变化到发散。 0004 另外， 中国专利公开号为CN110341890A， 发明创造名称为一种微型海洋监测浮标， 包括上外壳、 下外壳、 第一支撑板、 电机和螺杆， 所述上外壳与下外壳套接以围成密封容置 空腔， 所述第一支撑板、 电机及螺杆均设置于密封容置空腔中； 所述电机与上外壳固定连 接， 所述第一支撑板与下外壳固定连接， 且第一支撑板上设置有螺孔， 所述螺杆的一端与电 机固定连接， 所述螺杆的另一端穿过螺孔， 且所述螺杆与螺孔啮合； 电机驱动螺杆转动时， 螺杆相对螺孔旋转以驱动第一支撑板运动。 但是现有的声呐浮标还存在着电源不够稳定， 用途受限监测内容单一的问题。 0

12、005 由鉴于此， 发明一种多用途声呐浮标系统是非常必要的。 实用新型内容 0006 为了解决上述技术问题， 本实用新型提供一种多用途声呐浮标系统， 以解决现有 的声呐浮标电源不够稳定， 用途受限监测内容单一的问题。 0007 一种多用途声呐浮标系统， 包括水面气囊浮体， 起吊环， 连接电缆， 电子舱， 传感器 舱， 铅鱼块， 可充电的信息传输板结构， 电子舱内控制板结构， 传感器模块安装板结构和支 架， 所述的起吊环分别镶嵌在水面气囊浮体的上部前后两侧中间位置； 所述的水面气囊浮 体通过连接电缆将电子舱和传感器舱相连接； 所述的电子舱和传感器舱之间螺钉连接有支 架； 所述的铅鱼块螺钉连接在传

13、感器舱的下侧； 所述的可充电的信息传输板结构螺钉连接 在水面气囊浮体的上部； 所述的电子舱内控制板结构螺钉连接在电子舱内； 所述的传感器 模块安装板结构螺钉连接在传感器舱内。 0008 优选的， 所述的可充电的信息传输板结构包括支撑网板， 北斗定位天线， 无线传输 天线， 指示灯珠， 支撑杆和太阳能充电板， 所述的北斗定位天线螺纹连接在支撑网板的上部 说明书 1/4 页 3 CN 211668565 U 3 左侧位置； 所述的无线传输天线螺纹连接在支撑网板的上部右侧位置； 所述的指示灯珠分 别镶嵌在北斗定位天线和无线传输天线的内部上侧位置； 所述的支撑杆呈倾斜状螺钉连接 在支撑网板的下表面四角

14、位置； 所述的太阳能充电板螺钉连接在支撑杆的正表面上部位 置。 0009 优选的， 所述的电子舱内控制板结构包括控制电路板， 无线通信模块， 信号处理模 块， 水声数据采集模块， 传感器数据采集模块， 存储模块， 电源模块和北斗定位模块， 所述的 无线通信模块焊接在控制电路板的上部中间位置； 所述的信号处理模块焊接在控制电路板 的正表面中间位置； 所述的水声数据采集模块螺钉连接在控制电路板的左侧中间位置； 所 述的传感器数据采集模块， 存储模块和电源模块从左到右依次焊接在控制电路板的下部； 所述的北斗定位模块镶嵌在控制电路板的右侧中间位置。 0010 优选的， 所述的传感器模块安装板结构包括传

15、感器固定板， 温度传感器， 压力传感 器， 声换能器和传感器预留槽板， 所述的温度传感器和压力传感器分别镶嵌在传感器固定 板的左侧； 所述的传压力传感器螺钉连接在传感器固定板的正部中间位置； 所述的传感器 预留槽板设置在传感器固定板的右侧。 0011 优选的， 所述的连接电缆具体采用水密承重数据传输电缆。 0012 优选的， 所述的支撑网板具体采用外凸的带有圆形网孔的不锈钢网板。 0013 优选的， 所述的传感器预留槽板上设置有多个的传感器连接槽。 0014 优选的， 所述的传感器预留槽板内可连接湿度传感器、 光强度传感器、 浊度传感 器、 PH值传感器以及含氧量传感器等。 0015 优选的，

16、 所述的声换能器对外电性连接水声数据采集模块和传感器数据采集模 块。 0016 优选的， 所述的声换能器对内电性连接温度传感器， 压力传感器和传感器预留槽 板。 0017 优选的， 所述的无线通信模块， 水声数据采集模块， 传感器数据采集模块， 存储模 块， 电源模块和北斗定位模块分别电性连接信号处理模块。 0018 优选的， 所述的北斗定位天线电性连接北斗定位模块； 所述的无线传输天线电性 连接无线通信模块。 0019 优选的， 所述的太阳能充电板电性连接电源模块。 0020 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果为： 利用阳能充电板进行实时的充电， 使 得声呐浮标用电的充裕， 保证监测工作

17、的有效进行； 多用途声呐浮标在完成水下噪声采集、 水下目标探测、 方位估计的声呐功能的同时， 利用声呐浮标内置的其他各类传感器测量所 在周边环境中的热、 红外等其他信号， 从而探测包括温度、 湿度、 光强度、 压力、 浊度、 PH值、 含氧量等众多信息， 内置传感器可根据用户需求进行加装或更改； 采集存储的信息可以无 线传输至相近船载设备或岸基设备进行后处理； 多用途声呐浮标系统在水下目标探测、 海 洋数据采集、 污染预测、 海洋监测等方向上需求广泛， 市场应用前景广阔。 附图说明 0021 图1是本实用新型的结构示意图。 0022 图2是本实用新型的可充电的信息传输板结构的结构示意图。 说明

18、书 2/4 页 4 CN 211668565 U 4 0023 图3是本实用新型的电子舱内控制板结构的结构示意图。 0024 图4是本实用新型的传感器模块安装板结构的结构示意图。 0025 图5是本实用新型的信号处理模块的电性连接框架示意图。 0026 图6是本实用新型的声换能器的内部电性连接框架示意图。 0027 图7是本实用新型的声换能器的外部信息传递框架示意图。 0028 图中： 0029 1、 水面气囊浮体； 2、 起吊环； 3、 连接电缆； 4、 电子舱； 5、 传感器舱； 6、 铅鱼块； 7、 可 充电的信息传输板结构； 71、 支撑网板； 72、 北斗定位天线； 73、 无线传输

19、天线； 74、 指示灯珠； 75、 支撑杆； 76、 太阳能充电板； 8、 电子舱内控制板结构； 81、 控制电路板； 82、 无线通信模块； 83、 信号处理模块； 84、 水声数据采集模块； 85、 传感器数据采集模块； 86、 存储模块； 87、 电源 模块； 88、 北斗定位模块； 9、 传感器模块安装板结构； 91、 传感器固定板； 92、 温度传感器； 93、 压力传感器； 94、 声换能器； 95、 传感器预留槽板； 10、 支架。 具体实施方式 0030 以下结合附图对本实用新型做进一步描述： 0031 实施例： 0032 如附图1所示， 本实用新型提供一种多用途声呐浮标系统，

20、 包括水面气囊浮体1， 起 吊环2， 连接电缆3， 电子舱4， 传感器舱5， 铅鱼块6， 可充电的信息传输板结构7， 电子舱内控 制板结构8， 传感器模块安装板结构9和支架10， 所述的起吊环2分别镶嵌在水面气囊浮体1 的上部前后两侧中间位置； 所述的水面气囊浮体1通过连接电缆3将电子舱4和传感器舱5相 连接； 所述的电子舱4和传感器舱5之间螺钉连接有支架10； 所述的铅鱼块6螺钉连接在传感 器舱5的下侧； 所述的可充电的信息传输板结构7螺钉连接在水面气囊浮体1的上部； 所述的 电子舱内控制板结构8螺钉连接在电子舱4内； 所述的传感器模块安装板结构9螺钉连接在 传感器舱5内。 0033 如附图

21、2所示， 上述实施方案中， 具体的， 所述的可充电的信息传输板结构7包括支 撑网板71， 北斗定位天线72， 无线传输天线73， 指示灯珠74， 支撑杆75和太阳能充电板76， 所 述的北斗定位天线72螺纹连接在支撑网板71的上部左侧位置； 所述的无线传输天线73螺纹 连接在支撑网板71的上部右侧位置； 所述的指示灯珠74分别镶嵌在北斗定位天线72和无线 传输天线73的内部上侧位置； 所述的支撑杆75呈倾斜状螺钉连接在支撑网板71的下表面四 角位置； 所述的太阳能充电板76螺钉连接在支撑杆75的正表面上部位置。 0034 如附图3所示， 上述实施方案中， 具体的， 所述的电子舱内控制板结构8包

22、括控制电 路板81， 无线通信模块82， 信号处理模块83， 水声数据采集模块84， 传感器数据采集模块85， 存储模块86， 电源模块87和北斗定位模块88， 所述的无线通信模块82焊接在控制电路板81 的上部中间位置； 所述的信号处理模块83焊接在控制电路板81的正表面中间位置； 所述的 水声数据采集模块84螺钉连接在控制电路板81的左侧中间位置； 所述的传感器数据采集模 块85， 存储模块86和电源模块87从左到右依次焊接在控制电路板81的下部； 所述的北斗定 位模块88镶嵌在控制电路板81的右侧中间位置。 0035 如附图4所示， 上述实施方案中， 具体的， 所述的传感器模块安装板结构

23、9包括传感 器固定板91， 温度传感器92， 压力传感器93， 声换能器94和传感器预留槽板95， 所述的温度 说明书 3/4 页 5 CN 211668565 U 5 传感器92和压力传感器93分别镶嵌在传感器固定板91的左侧； 所述的传压力传感器93螺钉 连接在传感器固定板91的正部中间位置； 所述的传感器预留槽板95设置在传感器固定板91 的右侧。 0036 上述实施方案中， 具体的， 所述的传感器预留槽板95内可连接湿度传感器、 光强度 传感器、 浊度传感器、 PH值传感器以及含氧量传感器等。 0037 上述实施方案中， 具体的， 所述的声换能器94对外电性连接水声数据采集模块84 和

24、传感器数据采集模块85； 所述的声换能器94对内电性连接温度传感器92， 压力传感器93 和传感器预留槽板95。 0038 如附图5所示， 上述实施方案中， 具体的， 所述的无线通信模块82， 水声数据采集模 块84， 传感器数据采集模块85， 存储模块86， 电源模块87和北斗定位模块88分别电性连接信 号处理模块83。 0039 上述北斗定位天线72， 无线传输天线73， 指示灯珠74， 支撑杆75， 太阳能充电板76， 控制电路板81， 无线通信模块82， 信号处理模块83， 水声数据采集模块84， 传感器数据采集 模块85， 存储模块86， 电源模块87和北斗定位模块88， 温度传感器

25、92， 压力传感器93， 声换能 器94等均采用市售产品。 0040 如北斗定位天线72可以采用深圳市星河微电子科技有限公司的以中科微AT6558R 方案为基础的G28Z2FTTL北斗GPS模块； 无线传输天线采用深圳市腾远智拓电子有限公司的 5.8GHz板状天线ST5159-23V12S-HN； 控制电路板81采用深圳市鑫联精密电子有限公司的蓝 胶电路板； 传感器数据采集模块85采用OMEGA Engineering公司生产的OM-CP-OCTPRO记录 仪； 水声数据采集模块84和声换能器94采用重庆兆易科技发展有限公司销售的RISEN-ZYM 水声探头。 其他零部件的厂家和型号不再赘述。

26、 0041 如附图6和附图7所示， 上述实施方案中， 具体的， 所述的北斗定位天线72电性连接 北斗定位模块88； 所述的无线传输天线73电性连接无线通信模块82。 0042 工作原理 0043 本实用新型在使用时， 通过起吊环2将该水面气囊浮体1固定在海面的监测位置， 调整好阳能充电板76使得声呐浮标用电的充裕， 保证监测工作的有效进行； 温度传感器92， 压力传感器93以及传感器预留槽板95安装的其他监测传感器将监测的信号传输给声换能 器64， 再经连接电缆3传输到水声数据采集模块84和传感器数据采集模块85内， 进而经过信 号处理模块83的处理后存储在存储模块86内， 或者经无线传输天线

27、73进行传输； 采集存储 的信息可以无线传输至相近船载设备或岸基设备进行后处理； 多用途声呐浮标系统在水下 目标探测、 海洋数据采集、 污染预测、 海洋监测等方向上需求广泛， 市场应用前景广阔。 0044 最后应说明的是： 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 对于本领域的技术人员来说， 其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的 保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 211668565 U 6 图1 图2 说明书附图 1/4 页 7 CN 211668565 U 7 图3 图4 说明书附图 2/4 页 8 CN 211668565 U 8 图5 图6 说明书附图 3/4 页 9 CN 211668565 U 9 图7 说明书附图 4/4 页 10 CN 211668565 U 10