一种智能海床基制造技术

本发明专利技术公开一种智能海床基，其包括海床基箱体、重力锚、释放缆、控制器和隔板，海床基箱体被隔板分隔为下箱体和上箱体，下箱体为八棱柱状，上箱体为具有八个侧面的八棱台状，八个侧面分别设置有圆台型声波导口，指向海面的八个区域，圆台型声波导口截面积逐渐减小，圆台型声波导口的大端倾斜指向海面，小端连接声波导管，八根声波导管在水听器的换能器处交汇，引导八个区域的轮船产生的水声信号传送到水听器的换能器处，换能器将水声信号转换为电信号，经信号线缆传输给控制器，控制器的软件处理水声信号，以启动或关闭主动发声仪器工作。本发明专利技术的智能海床基避免了主动发出水声信号暴露自己遭到有意或无意的破坏，从而减少因为暴露造成的丢失。暴露造成的丢失。暴露造成的丢失。

【技术实现步骤摘要】
一种智能海床基


[0001]本专利技术涉及一种海洋观测用设备，具体地说是涉及一种高回收率的智能海床基及其控制方法。

技术介绍

[0002]海床基是一种在海底工作的测量装置，其内部搭载多种自容式观测仪器如ADCP(声学多普勒海流剖面仪)、CTD(温盐深仪)，OBS(海底地震仪)、悬浮泥沙采集器或其它可选仪器，布设于海底后，仪器对对海洋要素进行长期连续的观测，尤其是长期测量海洋动力参数，获取水下长期综合观测资料。海床基的对海洋环流、海底海水流动以及深层海水的物理化学特征的研究有重要意义。海床基下放到海底进行观测与收集数据常常受到海底复杂因素的影响。搭载仪器可分为非主动发声仪器如CTD，主动发声仪器如ADCP发出水声信号测量流速，海床基的核心设备ADCP是用声波换能器作传感器，换能器不断发射出声脉冲，声脉冲通过水体中不均匀分布的泥沙颗粒和浮游生物的反射，再由换能器接收反射声脉冲信号，经测定多普勒频移而计算出流速。
[0003]人们大多认为海床基丢失是被淤泥覆盖了或被渔网拖走了，例如专利文献自浮式抗淤积海床基CN109204746B、一种防淤泥海床基CN105730653B和一种摆动式防淤海床基CN105675254B研究了如何防止淤泥导致海床基丢失的技术。随着探鱼仪技术的进步，越来越多的渔民使用声学仪器探鱼，文献多波束超声波探鱼仪CN100541230C利用多通道换能器阵提高了接收回波强度，能够获得更丰富更准确的鱼群和海底地形、地貌等信息，提高了捕捞的准确性和工作效率。
[0004]ADCP主动发出水声信号极易被声学仪器探测，暴露海床基摆放位置，由于其价格昂贵，极易导致其丢失；贵重仪器丢失是一个长期困扰海洋调查的问题，贵重仪器丢失让出海调查的人员束手无策、无计可施和垂头丧气。研制一种避免主动发出水声信号暴露自己的海床基，从而减少因为暴露造成的丢失十分必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种智能海床基，海床基采集分析水声信号，确认安全后启动主动声学仪器工作，本专利技术的智能海床基能够避免主动发出水声信号暴露自己，从而减少因为暴露造成的丢失，也就是避免发声暴露自己遭到有意或无意的破坏。
[0006]本专利技术所采用的技术解决方案是：一种智能海床基，其包括海床基箱体、重力锚、释放缆、控制器，所述释放缆一端连接声学释放器，另一端连接所述重力锚，所述海床基箱体设置有主动发声仪器和非主动发声仪器，主动发声仪器至少包括ADCP和单点海流计，除主动发声仪器以外的仪器为非主动发声仪器。
[0007]所述海床基还包括隔板，所述海床基箱体被所述隔板分隔为下箱体和上箱体，所述声学释放器设置在所述隔板上，所述主动发声仪器和非主动发声仪器设置在上箱体；所述下箱体为八棱柱状；所述上箱体为具有八个侧面的八棱台状，八个侧面分别设置有圆台
型声波导口，指向海面的八个区域，所述圆台型声波导口截面积逐渐减小，所述圆台型声波导口的大端倾斜指向海面，小端连接声波导管，八根所述声波导管在水听器的换能器处交汇，引导八个区域的轮船产生的水声信号传送到水听器的换能器处，换能器将水声信号转换为电信号，经信号线缆传输给控制器，控制器的软件处理所述电信号。所述控制器的接口电路通过信号线缆电信号连接所述ADCP、所述单点海流计和所述水听器的接口电路，采集所述水听器的数据，经过控制器的数据处理，以启动或关闭主动发声仪器工作。
[0008]所述的智能海床基，所述释放缆一端连接声学释放器，另一端穿过隔板的孔连接所述重力锚；下箱体设置有浮球，浮球通过螺栓二固定连接在隔板上。
[0009]所述的智能海床基，进一步地，所述上箱体为具有八个侧面的八棱台状，八个侧面分别设置有圆台型声波导口，不同的上箱体的侧面与铅垂面的夹角对应不同的检测范围，至少达到检测范围大于发声范围；更进一步地，在声波导口的凸缘与上箱体的沉孔之间设置不同斜度的楔形垫片用来调整所述圆台型声波导口的安装角度，从而调节水听器的检测范围，至少达到检测范围大于发声范围。
[0010]所述的智能海床基，还包括有防拖网箱体盖和摆动支架，防拖网箱体盖通过螺栓一固定连接在海床基箱体上，防拖网箱体盖设置有波导管、ADCP和单点海流计，ADCP和单点海流计和波导管固定连接在摆动支架上，摆动支架再固定在防拖网箱体盖上，波导管小端朝向声学释放器的换能器。
[0011]所述的智能海床基，进一步地，在所述圆台型声波导口、波导管、ADCP、单点海流计与海床基箱体的间隙处设置有防砂网。
[0012]所述的智能海床基，所述非主动发声仪器为声学释放器、水听器、CTD、硝酸盐测量仪、溶解氧记录仪和温度记录仪，仪器工作的时候不发出水声信号，声学释放器布放后，处于休眠状态，被密码唤醒前不主动发声，被密码唤醒后，发出水声信号与母船交换信息，海床基马上就被母船上的布放者回收，不存在暴露的问题。
[0013]所述的智能海床基，优选地，下箱体、上箱体和隔板为玻璃钢制成。
[0014]所述的智能海床基，进一步地，控制器包括中央处理器、内存、外存、接口电路、电源和水密封耐压机壳，中央处理器使用印制电路板分别连接内存、外存和接口电路，中央处理器、内存、外存、接口电路分别连接电源；外存指的是外存储器，优选高速固态硬盘为外存；控制器的数据存储在外存之中，控制器通过在内存中运行存储在外存中的程序，控制ADCP和单点海流计工作或停止工作和调整它们的工作参数。
[0015]所述的智能海床基，进一步地，控制器的程序包括主程序模块、数据采集模块、数据处理模块、防暴露模块,参数设置模块；控制器完成硬件自检之后，启动操作系统并运行主程序模块；主程序模块用于调用数据采集模块，启动非主动发声仪器工作，收集和存储非主动发声仪器的数据在外存储器之中；数据处理模块用于查询水听器采集的布放环境水声数据，将水声时域信号转换为频域信号，在低频段0到50Hz，求水声信号的功率幅度的最大值Pmax；防暴露模块用于判断数据处理模块的结果，，以启动或关闭主动发声仪器工作：如果Pmax<＝P0，即低频水声信号的功率幅度最大值小于功率幅度阈值，控制器启动主动发声仪器工作；收集和存储主动发声仪器的数据在外存储器之中；没有发现轮船接近，主动发声仪器正常启动工作；如果Pmax>P0，即低频水声信号的功率幅度最大值大于功率幅度阈值，控制器关闭主动发声仪器，直到Pmax<＝P0；发现轮船接近，控制器停止主动发声仪器工作，
等待轮船远离后才重新启动它们工作；参数设置模块用于分析ADCP数据重新设置它的参数，尤其是根据流速变化的大小ΔV重新设置仪器ADCP采样频率；分析CTD数据重新设置仪器参数，尤其是根据温度变化的大小ΔT重新设置仪器CDT温度采样频率，根据盐度变化的大小ΔS重新设置盐度采样频率，根据深度变化的大小ΔD重新设置深度采样频率。
[0016]同时，本专利技术还提供所述的智能海床基的控制方法，该方法包括如下步骤：
[0017]1)智能海床基入水之前，手动打开控制器，程序开始，控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能海床基，其包括海床基箱体(127)、重力锚(123)、释放缆(114)、控制器(109)，所述释放缆(114)一端连接声学释放器(106)，另一端连接所述重力锚(123)，所述海床基箱体(127)设置有主动发声仪器和非主动发声仪器，主动发声仪器至少包括ADCP(107)和单点海流计(108)，除主动发声仪器以外的仪器为非主动发声仪器，其特征在于：所述海床基还包括隔板(125)，所述海床基箱体(127)被所述隔板(125)分隔为下箱体(124)和上箱体(126)，所述声学释放器(106)设置在所述隔板(125)上，所述主动发声仪器和非主动发声仪器设置在上箱体(126)；所述下箱体(124)为八棱柱状；所述上箱体(126)为具有八个侧面的八棱台状，八个侧面分别设置有圆台型声波导口(101)，指向海面的八个区域，所述圆台型声波导口(101)截面积逐渐减小，所述圆台型声波导口(101)的大端倾斜指向海面，小端连接声波导管(102)，八根所述声波导管(102)在水听器(113)的换能器处交汇，引导八个区域的轮船(206)产生的水声信号传送到水听器(113)的换能器处，换能器将水声信号转换为电信号，经信号线缆(112)传输给控制器(109)，控制器(109)的软件处理所述电信号；所述控制器(109)的接口电路通过信号线缆(112)电信号连接所述ADCP(107)、所述单点海流计(108)和所述水听器(113)的接口电路，采集所述水听器(113)的数据，经过控制器(109)的数据处理，以启动或关闭主动发声仪器工作。2.根据权利要求1所述的智能海床基，其特征在于：不同上箱体(126)的侧面与铅垂面的夹角对应不同的检测范围(201)，至少达到检测范围(201)大于发声范围(202)；在声波导口(101)的凸缘与上箱体(126)的沉孔之间设置不同斜度的楔形垫片用来调整所述圆台型声波导口(101)的安装角度，从而调节水听器(113)的检测范围(201)，至少达到检测范围(201)大于发声范围(202)。3.根据权利要求1所述的智能海床基，其特征在于：还包括有防拖网箱体盖(103)和摆动支架，防拖网箱体盖(103)通过螺栓一(104)固定连接在海床基箱体(127)上，防拖网箱体盖(103)设置有波导管(105)、ADCP(107)和单点海流计(108)，ADCP(107)、单点海流计(108)和波导管(105)固定连接在摆动支架上，摆动支架再固定在防拖网箱体盖(103)上，波导管(105)小端朝向声学释放器(106)的换能器。4.根据权利要求1所述的智能海床基，其特征在于：所述释放缆(114)一端连接声学释放器(106)，另一端穿过隔板(125)的孔连接所述重力锚(123)；下箱体(124)设置有浮球(110)，浮球(110)通过螺栓二(111)固定连接在隔板(125)上。5.根据权利要求1所述的智能海床基，其特征在于：在所述圆台型声波导口(101)、波导管(105)、ADCP(107)、单点海流计(108)与海床基箱体(127)的间隙处设置有防砂网。6.根据权利要求1所述的智能海床基，其特征在于：非主动发声仪器为声学释放器106、水听器113、CTD、硝酸盐测量仪、溶解氧记录仪和温度记...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑青，雷桂斌，凌征，朱凤芹，王建平，陈展翼，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：