本發(fā)明涉及水下設(shè)備回收技術(shù)領(lǐng)域，更為具體來說，是一種聲納陣列回收系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

海洋環(huán)境、各種海洋現(xiàn)象對(duì)全球氣候變化有重大影響，因此，海洋對(duì)人類的生存和發(fā)展起著舉足輕重的作用。為此，世界各國(guó)都加強(qiáng)了對(duì)海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)，以便獲取更多的海洋數(shù)據(jù)，進(jìn)一步開發(fā)利用海洋，從而造福人類。這就相應(yīng)地研發(fā)出各種不同類型的水下平臺(tái)或水下探測(cè)設(shè)備，但是，這些探測(cè)海洋的先進(jìn)設(shè)備必須布入水下一定深度后才能發(fā)揮出其效能。在水下平臺(tái)或水中探測(cè)設(shè)備完成任務(wù)后，為獲取各種信息，往往需要將設(shè)備回收和打撈，因此，水下設(shè)備回收裝置的研制便顯得十分重要。

在海洋中常常使用聲納陣列，對(duì)于聲納陣列的打撈、回收問題，現(xiàn)有的方法是：僅僅通過水面機(jī)械設(shè)備對(duì)聲納陣列打撈，如通過絞車打撈。

在國(guó)內(nèi)，用于水下物體回收的設(shè)備包括打撈圈和載人深潛器等。水下物體打撈圈一般僅適用于水面設(shè)備的回收；載人深潛器需要潛水員在深度較大的水下長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，對(duì)潛水員人身安全存在較大的威脅而且費(fèi)用較高，因此使用較少。國(guó)內(nèi)現(xiàn)已有科研單位正在進(jìn)行這方面的研究，但其所研究的是針對(duì)水下某一特定載體的回收、打撈，因而對(duì)打撈、回收裝置有較多的要求和限制，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能靈活應(yīng)用于不同場(chǎng)合。國(guó)外一般用打撈船上的專用打撈裝置進(jìn)行水下物體的打撈，但這些打撈裝置僅限水面設(shè)備的回收。資料顯示，北約各國(guó)已研制出一些新型的水下物體打撈系統(tǒng)，其技術(shù)已非常先進(jìn)，效果也較理想，但是，由于聲納陣列作業(yè)深度較深，這種打撈設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)非常龐大、操作流程復(fù)雜、需要大量的人力和物力、費(fèi)用十分昂貴，因而難以大面積推廣使用。

因此，獲得一種安全性好、回收速度快、成本低的聲納陣列回收裝置或方法成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題和研究的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有水面機(jī)械設(shè)備存在的打撈速度慢、安全性差、成本較高等問題，本發(fā)明提供了一種聲納陣列回收系統(tǒng)及方法，能夠縮短回收時(shí)間、簡(jiǎn)化打撈流程、降低回收成本，具有操作簡(jiǎn)單、回收自由的優(yōu)點(diǎn)；另外，相對(duì)于現(xiàn)有回收設(shè)備或回收方法存在的各種限制，本發(fā)明擴(kuò)大了聲納陣列的工作范圍。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明公開了一種聲納陣列回收系統(tǒng)，該回收系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)射器和回收設(shè)備，安裝于水下的回收設(shè)備與聲納陣列固定連接，回收設(shè)備具有信號(hào)接收器、控制器、帶壓氣罐及氣囊，信號(hào)發(fā)射器與信號(hào)接收器之間無線連接，信號(hào)接收器與控制器之間有線或無線連接，控制器與帶壓氣罐閥門控制裝置連接，帶壓氣罐出氣口與氣囊連通。

本發(fā)明的聲納陣列回收設(shè)備具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)本發(fā)明具有工作范圍大、回收自由等優(yōu)點(diǎn)。隨著水聲通訊技術(shù)的快速發(fā)展，借助于無線通訊技術(shù)，采用聲信號(hào)控制帶壓氣罐對(duì)氣囊進(jìn)行充氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲納陣列的回收，本發(fā)明對(duì)回收聲納陣列所處深度不受限制，回收比較自由，擴(kuò)大聲納陣列的工作范圍。

2)本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、集成化程度高?？蓪⒙曖尫呕厥赵O(shè)備中的信號(hào)接收器、控制器、帶壓氣罐與氣囊連接組成密閉容器，供、排氣管系與帶壓氣罐設(shè)計(jì)成一體，將電磁閥、安全泄放閥、灌氣閥裝配在帶壓氣罐上，達(dá)到回收裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成化程度高的目的。

3)本發(fā)明使用壽命長(zhǎng)、重復(fù)使用性好。當(dāng)該回收設(shè)備在水下工作時(shí)，氣囊的容積不斷發(fā)生變化。由于氣囊與帶壓氣罐連為一體組成密閉容器，帶壓氣罐還起到承壓板的作用，保持其固定不動(dòng)，僅是氣囊自由端作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣囊的膨脹、撐起。這時(shí)，橡膠氣囊僅是形狀的改變，而橡膠件本身不被拉伸或壓縮，因此，橡膠件的使用壽命得以延長(zhǎng)。

進(jìn)一步地，該回收系統(tǒng)還包括通過光纖電纜與聲納陣列連接的支援平臺(tái)，信號(hào)發(fā)射器固定于支援平臺(tái)上。在氣囊攜帶下，聲納陣列上浮后，本發(fā)明可通過支援平臺(tái)等打撈設(shè)備對(duì)浮于水面的聲納設(shè)備進(jìn)行打撈。

進(jìn)一步地，氣囊上安裝有泄壓閥。

本發(fā)明通過泄壓閥保護(hù)氣囊，避免在氣囊在上浮過程中由于外界壓力的減小而可能發(fā)生漲破的問題，延長(zhǎng)了氣囊的壽命，實(shí)現(xiàn)氣囊的重復(fù)利用，降低聲納陣列回收成本。

進(jìn)一步地，支援平臺(tái)為打撈船或其他打撈設(shè)備。

進(jìn)一步地，聲納陣列為直線型聲納陣列或者圓形聲納陣列。本發(fā)明的回收系統(tǒng)可應(yīng)用于各種類型的聲納陣列，也可用于回收其他水下設(shè)備。

本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的在于提供一種利用上述的聲納陣列回收系統(tǒng)的聲納陣列回收方法，該回收方法包括如下步驟：

步驟1，信號(hào)發(fā)生器向聲納陣列所在區(qū)域發(fā)送指令信號(hào)，信號(hào)接收器將接收到的指令信號(hào)發(fā)送至控制器，控制器發(fā)出閥門開啟指令至帶壓氣罐閥門控制裝置；

步驟2，帶壓氣罐閥門控制裝置收到閥門開啟指令后打開閥門，帶壓氣罐為氣囊充氣；

步驟3，氣囊充氣后膨脹后上浮，氣囊攜帶聲納陣列浮出水面；

步驟4，根據(jù)氣囊上浮后的水面位置，支援平臺(tái)實(shí)施對(duì)聲納陣列打撈、回收。

本發(fā)明回收時(shí)間短、安全性好。相比現(xiàn)有的通過水面機(jī)械設(shè)備從水中對(duì)其進(jìn)行回收，該只需操作人員需在水面進(jìn)行發(fā)射控制指令，安全性較好，回收比較簡(jiǎn)單，可有效降低水下聲納陣回收時(shí)的成本和時(shí)間。

進(jìn)一步地，步驟1中，信號(hào)發(fā)生器發(fā)送指令信號(hào)前實(shí)施剪斷光纖電纜操作，消除光纖電纜可能對(duì)氣囊上浮產(chǎn)生的阻力，然后支援平臺(tái)行駛至作業(yè)區(qū)域，等待聲納陣列浮出水面。

進(jìn)一步地，步驟3中，氣囊上浮過程中，隨著外界對(duì)氣囊壓力的減小，氣囊泄放閥自動(dòng)釋放氣囊內(nèi)的氣體，從而達(dá)到保護(hù)氣囊、延長(zhǎng)氣囊的使用壽命的目的。

進(jìn)一步地，步驟3中，泄壓閥釋放氣體的標(biāo)準(zhǔn)是：始終保持氣囊內(nèi)外的壓力差值不大于氣囊的安全壓力值，從而保護(hù)氣囊的安全，保證聲納陣列的安全回收，實(shí)現(xiàn)氣囊的重復(fù)利用，降低聲納陣列的回收成本。

進(jìn)一步地，步驟1中，指令信號(hào)使用聲波信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果為：與常規(guī)的方法相比，本發(fā)明較好地解決了水下聲納陣列的快速回收問題，具有操作簡(jiǎn)單、回收耗時(shí)短、安全性好、回收成本低、便于工程應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)任意深度的聲納陣列進(jìn)行回收，回收效果不受聲納陣列所處深度的影響，因此，本發(fā)明從回收的角度擴(kuò)大了聲納陣列的工作范圍。

本發(fā)明將氣囊應(yīng)用于聲納陣列的回收，利用氣囊充氣前尺寸小、重量輕、便于壓縮存放等特點(diǎn)以及利用氣囊充氣后正浮力大、重力小、水中便于浮升等優(yōu)點(diǎn)，操作人員僅需要在書面發(fā)射指令信號(hào)，通過氣囊將聲納陣列從水下帶至水面，然后通過支援平臺(tái)打撈、回收，從而實(shí)現(xiàn)了水下聲納陣列的快速、安全回收。

附圖說明

圖1為氣囊充氣前的聲納陣列回收系統(tǒng)組成圖。

圖2為氣囊充氣后的聲納陣列回收系統(tǒng)組成圖。

圖3為聲納陣列回收方法流程示意圖。

圖4為聲納陣列回收方法流程框圖。

圖中，

10、信號(hào)發(fā)射器；2、回收設(shè)備；20、信號(hào)接收器；21、控制器；22、帶壓氣罐；23、氣囊；3、聲納陣列；4、光纖電纜；5、支援平臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的聲納陣列回收系統(tǒng)和聲納陣列回收方法進(jìn)行詳細(xì)的解釋和說明。

如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明公開了一種聲納陣列回收系統(tǒng)，該回收系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)射器10和回收設(shè)備2，安裝于水下的回收設(shè)備2與聲納陣列3固定連接，回收設(shè)備2具有信號(hào)接收器20、控制器21、帶壓氣罐22及氣囊23，信號(hào)發(fā)射器10與信號(hào)接收器20之間無線連接，信號(hào)接收器20與控制器21之間有線或無線連接，控制器21與帶壓氣罐22閥門控制裝置連接，帶壓氣罐22出氣口與氣囊23連通，本發(fā)明可將信號(hào)接收器20、控制器21、帶壓氣罐22和氣囊23連接組成密封容器，氣囊23上安裝有泄壓閥，本發(fā)明利用氣囊23自身的優(yōu)點(diǎn)，氣囊23充氣前尺寸小、重量輕、便于壓縮存放，氣囊23充氣后尺寸大、重量小、受到的水的浮力大、便于浮生；帶壓氣罐22可采用高壓氣罐。該回收系統(tǒng)還包括通過光纖電纜4與聲納陣列3連接的支援平臺(tái)5，通過支援平臺(tái)5在指定地點(diǎn)對(duì)上浮后的聲納陣列3進(jìn)行打撈作業(yè)；信號(hào)發(fā)射器10可固定于支援平臺(tái)5上。本實(shí)施例中，支援平臺(tái)5為打撈船。本實(shí)施例中待回收的聲納陣列3為直線型聲納陣列，可將回收設(shè)備2搭載于直線型聲納陣列的旁側(cè)，當(dāng)然，本發(fā)明可回收任意類型的聲納陣列，如圓形聲納陣列，可將回收設(shè)備2搭載于圓形聲納陣列的上側(cè)。

由于聲釋放回收設(shè)備2需在水下長(zhǎng)時(shí)間使用，由于受體積的限制，其能源供應(yīng)有限，如何降低功耗，在同樣的供電能力情況下，延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間也是本發(fā)明所需認(rèn)真設(shè)計(jì)內(nèi)容之一。本發(fā)明設(shè)備準(zhǔn)備大量采用性能優(yōu)異的低功耗器件，使得在保證對(duì)值班單元接收指令信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的情況下功耗較之常規(guī)電路設(shè)計(jì)減少50％以上。

如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明還公開了一種利用上述的聲納陣列回收系統(tǒng)對(duì)聲納陣列3進(jìn)行回收的方法，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基礎(chǔ)是：在下入聲納陣列3相關(guān)設(shè)備之前，將回收設(shè)備2搭載于聲納陣列3設(shè)備上，搭載的方式可為固定連接或者捆綁成一體，然后將本發(fā)明回收設(shè)備2與聲納陣列3固定后一同下入水中，待聲納陣列3完成工作、需要被回收時(shí)，再進(jìn)行實(shí)施本發(fā)明的回收方法，該回收方法包括如下步驟：

步驟1，信號(hào)發(fā)生器發(fā)送指令信號(hào)前，在支援平臺(tái)5上實(shí)施剪斷光纖電纜4操作，然后支援平臺(tái)5行駛至指定位置；本實(shí)施例中將信號(hào)發(fā)生器安裝于支援平臺(tái)5上，信號(hào)發(fā)射器10向聲納陣列3所在區(qū)域發(fā)射指令信號(hào)，信號(hào)發(fā)生器發(fā)送指令信號(hào)至信號(hào)接收器20，信號(hào)接收器20將接收到的指令信號(hào)發(fā)送至控制器21，控制器21發(fā)出閥門開啟指令至帶壓氣罐22閥門控制裝置、通知帶壓氣罐22向氣囊23充氣；本發(fā)明的指令信號(hào)可采用聲波信號(hào)，這是因?yàn)椋郝暡ㄔ谒心軌蛞暂椛涞男问竭h(yuǎn)距離傳播，水是聲波傳輸?shù)牧驾d體。

步驟2，帶壓氣罐22閥門控制裝置收到閥門開啟指令后打開閥門，本實(shí)施例中該閥門為電磁閥，然后帶壓氣罐22為氣囊23充氣。

步驟3，由于氣囊23充氣后受到水的浮力較大、氣囊23自身重量小，氣囊23充氣后膨脹后上浮，氣囊23上浮過程中，隨著外界對(duì)氣囊23壓力的減小，氣囊23泄放閥自動(dòng)釋放氣囊23內(nèi)的氣體；氣囊23攜帶聲納陣列3、與氣囊23連接的其他設(shè)備都浮出水面。這個(gè)過程中，需要滿足條件：氣囊23內(nèi)外的壓力差值不大于氣囊23的安全壓力值，保護(hù)氣囊23、避免氣囊23漲破而影響聲納陣列3回收作業(yè)，使聲納陣列3順利浮出水面。上浮過程耗時(shí)相對(duì)較短，縮短聲納陣列3回收時(shí)間。

步驟4，最后，根據(jù)氣囊23上浮后的水面位置，支援平臺(tái)5實(shí)施對(duì)聲納陣列3打撈、回收，同時(shí)回收其他設(shè)備。

本發(fā)明回收方法只需操作人員在水面發(fā)射指令信號(hào)，本發(fā)明具有安全性好、回收簡(jiǎn)單、快速回收、操作簡(jiǎn)單、便于工程應(yīng)用、有效降低水下聲納陣列3回收時(shí)的成本和時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明對(duì)回收聲納陣列3所在深度不受限制，聲納陣列3回收比較自由，擴(kuò)大聲納陣列3的工作范圍。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容上所作的任何修改、等同替換和簡(jiǎn)單改進(jìn)等，比如，將本發(fā)明用于圓形聲納陣列或其他形狀聲納陣列，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。