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海洋工程装备领域(续)

【发布时间:2016/11/30 】 【字号:
147.水声通信技术
【技术开发单位】中国船舶重工集团公司第七一五研究所
【技术简介】水声通信技术是以声波为媒介实现水下数据无线传输的技术,
该技术开发的设备叫水声通信MODEM。水声通信技术与无线电数字通信技术相同,
但由于水声信道的复杂多变性,主要表现为多普勒严重,多途传播引起的码间干
扰严重,水声信道时变空变,背景噪声高,可用带宽少,针对其特点,水声通信
技术主要发展了扩频通信技术,OFDM 通信技术、MFSK 通信技术、MPSK 通信技术、
MIMO 通信技术以及与之关联的时反通信技术、自适应信道均衡技术以解决上述
问题。
水声通信MODEM 组成包括换能器、电子舱、外部接插件、耐压壳体、及辅助
结构等。其中,换能器为电声转换装置,为通信信号的收发单元;电子舱为信号
处理中心;外部接插件连接外部PC 机、用户设备、电池组等;耐压课题根据不
同工作深度可选择不同材质;水声通信MODEM 产品在使用过程中需配置PC 机、
外部水密电缆、串口线、电池组等外部设备。
水声通信技术实现数据传输一般包括水平向的数据传输和垂直向的数据传
输,根据数据传输需求需配置不同指向性的水声通信换能器。根据数据传输的距
离要求和通信速率要求需选择合适工作频段和通信制式的水声通信MODEM。
【技术指标】
型号:QMY0610,工作频段:6kHz-10kHz,通信制式:DSSS/MFSK/OFDM,通
信速率:140-1.2k/50-400;2k-4k,通信距离:10km/20km;工作水深:1000m
型号:QMY0914,工作频段:9kHz-14kHz,通信制式:DSSS/MFSK,通信速率:
200-1.4k,通信距离:8km,工作水深:4000m
型号:QMY1723,工作频段:17kHz-23kHz,通信制式:DSSS/MFSK,通信速
率:20-200,通信距离:1.5km,工作水深:200m
型号:QMY2329,工作频段:23kHz-29kHz,通信制式:DSSS/MFSK,通信速
率:20-200,通信距离:1.5km,工作水深:200m
型号:QMY1834,工作频段:18kHz-34kHz,通信制式:OFDM,通信速率:10k,
通信距离:1.0km,:根据需要选材料适应工作水深。
【技术特点】在性能上,与国外一流产品具有相近指标。更加了解中国近远
海水声传播条件,在深水换能器设计上有优势,可根据用户需求做适应性修改,
售后服务方便。
【技术水平】国际先进
【可应用领域和范围】近海油田、海洋环境检测、水下作业、潜器数据传输、
水下数据传输、水声组网探测
【专利状态】已取得专利8 项,申请专利2 项。
【技术状态】小批量生产、工程应用阶段
【合作方式】合作开发、技术服务、融资需求
【投入需求】2000 万元
【转化周期】半年
【预期效益】除了近距离高频通信的水声MODEM 外,远程低频通信水声MODEM
西方国家对中国禁运,该产品有望打破西方国家垄断,在海洋工程中发挥作用有
重要价值。每年水声通信MODEM 的需求量在上百套的量级,产值在5~6 千万。
【联系方式】郭建0571-56782071/13858155755
148.300 米饱和潜水系统
【技术开发单位】中国船舶重工集团公司第七一九研究所
【技术简介】饱和潜水是指潜水员在水下某深度或相当于该深度水压的高气
压环境中,持续停留24 小时以上,使呼吸气体中的惰性气体在机体各类组织中
达到完全饱和,在该深度无论停留多久,减压时间不会因潜水时间延长而增加的
潜水方式。饱和潜水相比其他潜水方式具有无可比拟的技术优势,潜水员一次加
压后可以在较大深度下进行长时间的有效作业再进行一次减压,可以大大提高潜
水作业效率,在海洋开发、海洋科学研究、水下军事设施建造和援潜救生等领域
得到普遍应用,受到世界各国的普遍重视,具有广阔的发展前景。
饱和潜水系统为饱和潜水作业的开展提供装备支撑和作业手段,主要由潜水
钟、吊放系统、甲板加压舱、气体控制系统、供水系统、加热系统、环境控制系
统、氦气回收系统及潜水装具等装置或系统组成,为饱和潜水员长时间高气压/
水压环境下居住、作业提供生命支持、环境控制、吊放回收等方面的装备保障,
涵盖生命支持技术、环境控制技术、高海况载人吊放技术、升沉补偿技术、高泄
漏性流体滑环技术等众多专用技术。其中生命支持技术为高气压环境下饱和潜水
员提供加减压可控操作、呼吸气体可控供应、有害气体监测及去除、潜水员水下
体温维持等生命支持功能;环境控制技术为高气压居住环境下饱和潜水员提供环
境温度精确调控、环境湿度精确调控等功能;高海况载人吊放技术为下潜的潜水
员提供高海况下安全、可靠的布放回收手段;高泄漏性流体滑环技术为大深度水
下作业潜水员提供可靠、安全的高泄漏性呼吸气体输送功能。
【技术指标】
水面居住舱定员:8 人
潜水钟定员:3 人
饱和潜水作业最大深度:300m(海水)
常压观察潜水最大深度:340m(海水)
居住舱最大压力下持续作业时间:≮30 昼夜
潜水钟应急状态下生命支持力:≮12 小时
【技术特点】
深度大、可靠性高、技术配套齐全的特点,经过多年研究和实践,已形成较
为完整的饱和潜水装备研究制造体系,具备设计、制造、试验、运行、维护修理
等环节的全面技术保障能力。
技术复杂度高,涉及众多饱和潜水专有技术;
专业交叉程度高,涉及机械装置、船体结构、液压、电气、自动控制、检测、
潜水医学、空调、仪器仪表等专业;
自主知识产权比例高,全系统绝大部分设备采用具有自主知识产权的技术或
设备,便于系统的维护修理、更新换代。
【技术水平】国际先进
【可应用领域和范围】可用于海洋油气开发、海底矿产开发、海底管缆施工
及维护、深海考察、水下作业等行业或领域。
【专利状态】已取得专利10 余项
【技术状态】小批量生产、工程应用阶段
【合作方式】技术转让、许可使用、合作开发、技术服务、融资需求
【投入需求】200 万元
【转化周期】半年
【预期效益】国家海洋资源开发战略的大举推进,为饱和潜水系统效能的发
挥提供了更为广阔的平台。饱和潜水系统可用于海洋油气开发、海底矿产开发、
海底管缆施工及维护、深海考察、水下作业等众多行业或领域,拓宽传统的海洋
发领域和作业海域,提高作业深度和作业效率,提升我国海洋经济的总量和质量。
另外,饱和潜水系统涵盖的专用技术或衍生技术,如生命支持技术、环境控
制技术、高海况载人吊放技术、升沉补偿技术可广泛应用于浮式钻井平台、深海
采矿船、船用起重机、低压氧舱、矿用救护设备、高压医疗舱等领域,提高我国
在这些技术领域的总体技术水平,为我国现代化工业升级转型和工业结构优化发
挥重要的作用。
【联系方式】李华良027-88730719/18602703770
149.彩色图像声纳
【技术开发单位】中国船舶重工集团公司七五〇试验场
【技术简介】在低光照条件或者浑浊水质中,水下光学摄像系统难以发挥效
用,而彩色图像声纳确可几乎不受影响生成近似光学影像质量的高分辨率声纳图
像,可以弥补水下光学摄像系统的不足。
经过多年的应用与技术改进,研制出的图像声纳设备采用了一体化的换能器
设计,实现了高、低两种频率工作,既保证了图像声纳高分辨率的特点,又有效
地解决了探测距离的问题,使声纳性能有了大幅提高。从设备的实际试验结果来
看,效果明显,对小目标的有效探测距离达到了160 米以上。
设备采用的数字声纳设计技术,在声纳中集成了多种传感器,包括有磁罗经、
压力传感器、高度计等,由于采用了数字化设计理念,大大简化了电路难度,增
加了设备的可靠性。此外,采用的技术成熟的无源陶瓷滤波器,大大提高了接收
电路的信噪比。
彩色图像声纳是一种利用超声波进行水下目标探测的声学设备。它通过声纳
头上的换能器发射出声波,声波在水下传播,遇到物体就会形成反射的回波,回
波被换能器接收到以后,经信号处理后形成声纳图像,显示在主机屏幕上。
彩色图像声纳是一种机械扫描式声纳,声纳头上的换能器在处理主机的控制
下,可以360 度旋转扫描。换能器的旋转角度可以精确控制,换能器旋转到一个
角度时,换能器发射出声波,在既定的量程里,反射回波被接收到后,换能器才
旋转到下一个角度。这个时间非常短,足够声波到达目标并形成反射回波,并被
换能器接收到。由于声波在水下传播的速度是已知的(约1500m/s),声波发射
和接收到回波的时间也是已知的(信号处理计算得出),故而可以得出目标与换
能器之间的距离。换能器连续转动,就可以得到目标的连续声纳影像。在这个影
像中,可以得到目标与换能器的方位和距离。
声波在水中会衰减,不同频率的声波衰减程度不同,通常情况下,频率越高,
衰减得越快。衰减意味着声波能量的消耗,能量消耗越快,声波传播的距离就越
近。故而相同能量的声波,低频传播的距离要比高频远。彩色图像声纳是一种双
频声纳,它有两个工作频率,400kHz 和655kHz,可以满足不同距离的探测要求。
水域环境良好的情况下,彩色图像声纳工作在低频(400kHz)的作用距离是200m,
工作在高频(655kHz)的作用距离是100m。由于声波对目标的反射特性,高频
工作时的分辨率要优于低频,故而低频适用于大范围粗略搜索目标,高频适用于
近距离的观察探测。
【技术指标】
(1)作用距离
低频:最大200m,2m~200m 连续可调;
高频:最大100m,2m~100m 连续可调。
(2)工作频率
低频:400kHz;
高频:655kHz。
(3)波束开角
低频:水平3°,垂直40°;
高频:水平1.9°,垂直30°。
(4)发射声源级
低频:≥210dB;
高频:≥215dB。
(5)探测盲区
低频:≤0.5 米;
高频:≤0.4 米。
(6)步距角
0.225°,0.45°,0.9°及1.35°可选。
(7)高度计主要技术指标
工作频率:400kHz;
测量距离:0.5 米~30 米(在良好的水文条件下);
工作方式:自主工作及同步工作方式,与声纳连接时自动采用同步工作方式,
避免干扰。
(8)最大工作深度
300 米。
(9)温度条件
工作温度:-5℃~+55℃;
储存温度:-10℃~+60℃。
【技术特点】两个频段自由可调的双频系统使声纳系统在不改变原声纳外形
及安装条件的情况下,提高了声纳作用距离,使声纳同时具备近距离的高精度目
标显示和远距离目标发现的能力,极大拓展声纳了的使用范围。设备操控基于
Windows 操作系统,便利使用、后处理及功能升级扩展。
与国外同型号的881A 型和SuperSeaKingDST 声纳相比,达到了同等级的探
测能力,且功能更加齐备,性价比高,售后维修便利。
【技术水平】国际先进
【可应用领域和范围】水下救捞、港口码头安防、大坝桥梁检测、海工探测。
【技术状态】小批量生产、工程应用阶段
【合作方式】技术服务、融资需求
【投入需求】5000 万元
【转化周期】1 年
【预期效益】随着我国海洋资源开发战略的深入推进,国内外反恐斗争不断
趋向复杂化和长期化,自然灾害的频繁发生,图像声纳在海洋工程领域、水下安
防领域、水利水电坝体监测以及应急搜救打捞等各领域均具有广阔的市场空间。
双频图像声纳技术的成功产业化转化,通过新技术、新手段,将可带来自身产值
和效益双增长的同时,也将有力保障我国海洋开发战略的实施,有效提升社会的
安全等级,减少自然灾害的威胁。
【联系方式】刘庆0871-64781066/15925134367
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