电磁触发式声学释放器水下机的软硬件研发

论文摘要

声学释放器是一种水声遥控设备,在海洋工程、海底打捞、海上能源勘探、海洋环境监测等领域有着广泛应用。研发稳定可靠的声学释放器对海洋探测工作起到了推动作用。声学释放器由甲板单元与水下机两部分组成,两部分通过声波在水声信道进行通信。论文的选题背景源于实验室承担的《海洋可控源采集系统装备研制》项目,旨在设计一种用于回收海洋可控源电磁探测系统的声学释放器水下机,配合实验室现有的甲板单元实现中远距离的水声通信及仪器回收。本论文水下机与甲板单元的通信采用2DPSK调制的数字信号,设计最大工作水深7km,安全负载能力500kg。设计水下机时本论文借鉴了国内外市场化较好的声学释放器的相关设计。水下机由发射模块、接收模块、水声换能器、执行释放机构及控制电路五部分组成。发射模块实现2DPSK声波信号的发射,由水声换能器、MSP430单片机及逆变器组成。接收模块实现2DPSK声波信号的识别,由水声换能器、放大电路、带通滤波器、信号调理电路及解调电路组成。执行释放机构由电磁触发装置及机械结构组成,在收到释放指令后完成释放动作。控制电路实现水下机的电源管理及对各模块发送相关控制指令。论文介绍了水声信道的相关特性,推导了水下机在满足工作水深时相关设计指标,介绍了水下机电路及执行释放结构的设计过程。具体内容包含水声换能器的窄带阻抗匹配、声波信号的SPWM调制方法、逆变器设计、放大电路的设计、带通滤波器的设计、信号调理电路的设计、水下机电源管理模块的设计、执行释放机构的机械设计等,并通过相关实验对各模块的功能进行测试,验证了所设计水下机的相关参数,证明了设计的可靠性。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 彭湛

导师: 邓明,赵建刚

关键词: 声学释放器水下机,软硬件,电路设计,执行释放机构设计

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,海洋学,海洋学,工业通用技术及设备

单位: 中国地质大学(北京)

基金: 实验室承担的《海洋可控源采集系统装备研制》项目

分类号: P715;P75;TB565

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001469

总页数: 70

文件大小: 2776K

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