CN106114778A - 一种声纳阵列回收***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声纳阵列回收***及方法，包括信号发射器和回收设备，回收设备与声纳阵列固定连接，回收设备具有信号接收器、控制器、带压气罐及气囊，信号发射器与信号接收器之间无线连接，信号接收器与控制器连接，控制器与带压气罐阀门控制装置连接；该回收方法包括如下步骤：步骤1，发送指令；步骤2，打开阀门；步骤3，气囊携带声纳阵列浮出水面；步骤4，实施对声纳阵列打捞。本发明较好地解决了水下声纳阵列的快速回收问题，具有操作简单、回收耗时短、安全性好、回收成本低、便于工程应用等优点。本发明可实现对任意深度的声纳阵列进行回收，因此，本发明从回收的角度扩大了声纳阵列的工作范围。

Description

一种声纳阵列回收***及方法

技术领域

本发明涉及水下设备回收技术领域，更为具体来说，是一种声纳阵列回收***及方法。

背景技术

海洋环境、各种海洋现象对全球气候变化有重大影响，因此，海洋对人类的生存和发展起着举足轻重的作用。为此，世界各国都加强了对海洋环境的监测，以便获取更多的海洋数据，进一步开发利用海洋，从而造福人类。这就相应地研发出各种不同类型的水下平台或水下探测设备，但是，这些探测海洋的先进设备必须布入水下一定深度后才能发挥出其效能。在水下平台或水中探测设备完成任务后，为获取各种信息，往往需要将设备回收和打捞，因此，水下设备回收装置的研制便显得十分重要。

在海洋中常常使用声纳阵列，对于声纳阵列的打捞、回收问题，现有的方法是：仅仅通过水面机械设备对声纳阵列打捞，如通过绞车打捞。

在国内，用于水下物体回收的设备包括打捞圈和载人深潜器等。水下物体打捞圈一般仅适用于水面设备的回收；载人深潜器需要潜水员在深度较大的水下长时间作业，对潜水员人身安全存在较大的威胁而且费用较高，因此使用较少。国内现已有科研单位正在进行这方面的研究，但其所研究的是针对水下某一特定载体的回收、打捞，因而对打捞、回收装置有较多的要求和限制，而且结构复杂、不能灵活应用于不同场合。国外一般用打捞船上的专用打捞装置进行水下物体的打捞，但这些打捞装置仅限水面设备的回收。资料显示，北约各国已研制出一些新型的水下物体打捞***，其技术已非常先进，效果也较理想，但是，由于声纳阵列作业深度较深，这种打捞设备整个***非常庞大、操作流程复杂、需要大量的人力和物力、费用十分昂贵，因而难以大面积推广使用。

因此，获得一种安全性好、回收速度快、成本低的声纳阵列回收装置或方法成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和研究的重点。

发明内容

为解决现有水面机械设备存在的打捞速度慢、安全性差、成本较高等问题，本发明提供了一种声纳阵列回收***及方法，能够缩短回收时间、简化打捞流程、降低回收成本，具有操作简单、回收自由的优点；另外，相对于现有回收设备或回收方法存在的各种限制，本发明扩大了声纳阵列的工作范围。

为实现上述技术目的，本发明公开了一种声纳阵列回收***，该回收***包括信号发射器和回收设备，安装于水下的回收设备与声纳阵列固定连接，回收设备具有信号接收器、控制器、带压气罐及气囊，信号发射器与信号接收器之间无线连接，信号接收器与控制器之间有线或无线连接，控制器与带压气罐阀门控制装置连接，带压气罐出气口与气囊连通。

本发明的声纳阵列回收设备具有如下优点：

1)本发明具有工作范围大、回收自由等优点。随着水声通讯技术的快速发展，借助于无线通讯技术，采用声信号控制带压气罐对气囊进行充气，实现对声纳阵列的回收，本发明对回收声纳阵列所处深度不受限制，回收比较自由，扩大声纳阵列的工作范围。

2)本发明结构紧凑、集成化程度高。可将声释放回收设备中的信号接收器、控制器、带压气罐与气囊连接组成密闭容器，供、排气管系与带压气罐设计成一体，将电磁阀、安全泄放阀、灌气阀装配在带压气罐上，达到回收装置结构简单、集成化程度高的目的。

3)本发明使用寿命长、重复使用性好。当该回收设备在水下工作时，气囊的容积不断发生变化。由于气囊与带压气罐连为一体组成密闭容器，带压气罐还起到承压板的作用，保持其固定不动，仅是气囊自由端作往复运动，实现气囊的膨胀、撑起。这时，橡胶气囊仅是形状的改变，而橡胶件本身不被拉伸或压缩，因此，橡胶件的使用寿命得以延长。

进一步地，该回收***还包括通过光纤电缆与声纳阵列连接的支援平台，信号发射器固定于支援平台上。在气囊携带下，声纳阵列上浮后，本发明可通过支援平台等打捞设备对浮于水面的声纳设备进行打捞。

进一步地，气囊上安装有泄压阀。

本发明通过泄压阀保护气囊，避免在气囊在上浮过程中由于外界压力的减小而可能发生涨破的问题，延长了气囊的寿命，实现气囊的重复利用，降低声纳阵列回收成本。

进一步地，支援平台为打捞船或其他打捞设备。

进一步地，声纳阵列为直线型声纳阵列或者圆形声纳阵列。本发明的回收***可应用于各种类型的声纳阵列，也可用于回收其他水下设备。

本发明的另一个发明目的在于提供一种利用上述的声纳阵列回收***的声纳阵列回收方法，该回收方法包括如下步骤：

步骤1，信号发生器向声纳阵列所在区域发送指令信号，信号接收器将接收到的指令信号发送至控制器，控制器发出阀门开启指令至带压气罐阀门控制装置；

步骤2，带压气罐阀门控制装置收到阀门开启指令后打开阀门，带压气罐为气囊充气；

步骤3，气囊充气后膨胀后上浮，气囊携带声纳阵列浮出水面；

步骤4，根据气囊上浮后的水面位置，支援平台实施对声纳阵列打捞、回收。

本发明回收时间短、安全性好。相比现有的通过水面机械设备从水中对其进行回收，该只需操作人员需在水面进行发射控制指令，安全性较好，回收比较简单，可有效降低水下声纳阵回收时的成本和时间。

进一步地，步骤1中，信号发生器发送指令信号前实施剪断光纤电缆操作，消除光纤电缆可能对气囊上浮产生的阻力，然后支援平台行驶至作业区域，等待声纳阵列浮出水面。

进一步地，步骤3中，气囊上浮过程中，随着外界对气囊压力的减小，气囊泄放阀自动释放气囊内的气体，从而达到保护气囊、延长气囊的使用寿命的目的。

进一步地，步骤3中，泄压阀释放气体的标准是：始终保持气囊内外的压力差值不大于气囊的安全压力值，从而保护气囊的安全，保证声纳阵列的安全回收，实现气囊的重复利用，降低声纳阵列的回收成本。

进一步地，步骤1中，指令信号使用声波信号。

本发明的有益效果为：与常规的方法相比，本发明较好地解决了水下声纳阵列的快速回收问题，具有操作简单、回收耗时短、安全性好、回收成本低、便于工程应用等优点。本发明可实现对任意深度的声纳阵列进行回收，回收效果不受声纳阵列所处深度的影响，因此，本发明从回收的角度扩大了声纳阵列的工作范围。

本发明将气囊应用于声纳阵列的回收，利用气囊充气前尺寸小、重量轻、便于压缩存放等特点以及利用气囊充气后正浮力大、重力小、水中便于浮升等优点，操作人员仅需要在书面发射指令信号，通过气囊将声纳阵列从水下带至水面，然后通过支援平台打捞、回收，从而实现了水下声纳阵列的快速、安全回收。

附图说明

图1为气囊充气前的声纳阵列回收***组成图。

图2为气囊充气后的声纳阵列回收***组成图。

图3为声纳阵列回收方法流程示意图。

图4为声纳阵列回收方法流程框图。

图中，

10、信号发射器；2、回收设备；20、信号接收器；21、控制器；22、带压气罐；23、气囊；3、声纳阵列；4、光纤电缆；5、支援平台。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的声纳阵列回收***和声纳阵列回收方法进行详细的解释和说明。

如图1、2、3、4所示，本发明公开了一种声纳阵列回收***，该回收***包括信号发射器10和回收设备2，安装于水下的回收设备2与声纳阵列3固定连接，回收设备2具有信号接收器20、控制器21、带压气罐22及气囊23，信号发射器10与信号接收器20之间无线连接，信号接收器20与控制器21之间有线或无线连接，控制器21与带压气罐22阀门控制装置连接，带压气罐22出气口与气囊23连通，本发明可将信号接收器20、控制器21、带压气罐22和气囊23连接组成密封容器，气囊23上安装有泄压阀，本发明利用气囊23自身的优点，气囊23充气前尺寸小、重量轻、便于压缩存放，气囊23充气后尺寸大、重量小、受到的水的浮力大、便于浮生；带压气罐22可采用高压气罐。该回收***还包括通过光纤电缆4与声纳阵列3连接的支援平台5，通过支援平台5在指定地点对上浮后的声纳阵列3进行打捞作业；信号发射器10可固定于支援平台5上。本实施例中，支援平台5为打捞船。本实施例中待回收的声纳阵列3为直线型声纳阵列，可将回收设备2搭载于直线型声纳阵列的旁侧，当然，本发明可回收任意类型的声纳阵列，如圆形声纳阵列，可将回收设备2搭载于圆形声纳阵列的上侧。

由于声释放回收设备2需在水下长时间使用，由于受体积的限制，其能源供应有限，如何降低功耗，在同样的供电能力情况下，延长设备的使用时间也是本发明所需认真设计内容之一。本发明设备准备大量采用性能优异的低功耗器件，使得在保证对值班单元接收指令信号进行实时处理的情况下功耗较之常规电路设计减少50％以上。

如图1、2、3、4所示，本发明还公开了一种利用上述的声纳阵列回收***对声纳阵列3进行回收的方法，实现本发明的基础是：在下入声纳阵列3相关设备之前，将回收设备2搭载于声纳阵列3设备上，搭载的方式可为固定连接或者捆绑成一体，然后将本发明回收设备2与声纳阵列3固定后一同下入水中，待声纳阵列3完成工作、需要被回收时，再进行实施本发明的回收方法，该回收方法包括如下步骤：

步骤1，信号发生器发送指令信号前，在支援平台5上实施剪断光纤电缆4操作，然后支援平台5行驶至指定位置；本实施例中将信号发生器安装于支援平台5上，信号发射器10向声纳阵列3所在区域发射指令信号，信号发生器发送指令信号至信号接收器20，信号接收器20将接收到的指令信号发送至控制器21，控制器21发出阀门开启指令至带压气罐22阀门控制装置、通知带压气罐22向气囊23充气；本发明的指令信号可采用声波信号，这是因为：声波在水中能够以辐射的形式远距离传播，水是声波传输的良载体。

步骤2，带压气罐22阀门控制装置收到阀门开启指令后打开阀门，本实施例中该阀门为电磁阀，然后带压气罐22为气囊23充气。

步骤3，由于气囊23充气后受到水的浮力较大、气囊23自身重量小，气囊23充气后膨胀后上浮，气囊23上浮过程中，随着外界对气囊23压力的减小，气囊23泄放阀自动释放气囊23内的气体；气囊23携带声纳阵列3、与气囊23连接的其他设备都浮出水面。这个过程中，需要满足条件：气囊23内外的压力差值不大于气囊23的安全压力值，保护气囊23、避免气囊23涨破而影响声纳阵列3回收作业，使声纳阵列3顺利浮出水面。上浮过程耗时相对较短，缩短声纳阵列3回收时间。

步骤4，最后，根据气囊23上浮后的水面位置，支援平台5实施对声纳阵列3打捞、回收，同时回收其他设备。

本发明回收方法只需操作人员在水面发射指令信号，本发明具有安全性好、回收简单、快速回收、操作简单、便于工程应用、有效降低水下声纳阵列3回收时的成本和时间等优点。同时，本发明对回收声纳阵列3所在深度不受限制，声纳阵列3回收比较自由，扩大声纳阵列3的工作范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，比如，将本发明用于圆形声纳阵列或其他形状声纳阵列，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声纳阵列回收***，其特征在于，该回收***包括信号发射器(10)和回收设备(2)，安装于水下的回收设备与声纳阵列(3)固定连接，回收设备具有信号接收器(20)、控制器(21)、带压气罐(22)及气囊(23)，信号发射器与信号接收器之间无线连接，信号接收器与控制器之间有线或无线连接，控制器与带压气罐阀门控制装置连接，带压气罐出气口与气囊连通。

2.根据权利要求1所述的声纳阵列回收***，其特征在于，该回收***还包括通过光纤电缆(4)与声纳阵列连接的支援平台(5)，信号发射器固定于支援平台上。

3.根据权利要求2所述的声纳阵列回收***，其特征在于，气囊上安装有泄压阀。

4.根据权利要求2所述的声纳阵列回收***，其特征在于，支援平台为打捞船。

5.根据权利要求1所述的声纳阵列回收***，其特征在于，声纳阵列为直线型声纳阵列或者圆形声纳阵列。

6.一种利用权利要求1至5中任一权利要求所述的声纳阵列回收***的声纳阵列回收方法，其特征在于，该回收方法包括如下步骤：

步骤1，信号发生器向声纳阵列所在区域发送指令信号，信号接收器将接收到的指令信号发送至控制器，控制器发出阀门开启指令至带压气罐阀门控制装置；

步骤2，带压气罐阀门控制装置收到阀门开启指令后打开阀门，带压气罐为气囊充气；

步骤3，气囊充气后膨胀后上浮，气囊携带声纳阵列浮出水面；

步骤4，根据气囊上浮后的水面位置，支援平台实施对声纳阵列打捞、回收。

7.根据权利要求6所述的声纳阵列回收方法，其特征在于，步骤1中，信号发生器发送指令信号前，实施剪断光纤电缆操作，然后支援平台行驶至作业区域。

8.根据权利要求6所述的声纳阵列回收方法，其特征在于，步骤3中，气囊上浮过程中，随着外界对气囊压力的减小，气囊泄放阀自动释放气囊内的气体。

9.根据权利要求8所述的声纳阵列回收方法，其特征在于，步骤3中，保持气囊内外的压力差值不大于气囊的安全压力值。

10.根据权利要求6所述的声纳阵列回收方法，其特征在于，步骤1中，指令信号使用声波信号。