一种用于水雷反猎的光探测装置

摘要

本发明公开了一种用于水雷反猎的光探测装置，属于水中兵器引信技术领域，它包括安装在水雷壳体上的两个以上光探测基元；窗口玻璃安装在水雷壳体的窗口中，窗口玻璃的底部抵触在窗口的台阶面上，顶部通过旋合在窗口内的螺环压紧；在窗口玻璃与螺环之间安装有窗口压片；光探测基元的光探测筒一端通过法兰同轴固定在水雷壳体的内表面，另一端通过法兰与底盖固接；光探测筒内部从上往下顺序安装有视场镜头、镜头压片、滤光片、滤光片压片、衰减片、PMT高速光电探测器及干燥剂；水密插座安装在底盖上，并通过顺序穿过底盖及干燥剂的高速光电探测器电缆与PMT高速光电探测器电气连接；利用该装置能够在水下对敌方的猎雷光信号进行探测。

权利要求

1.一种用于水雷反猎的光探测装置，其特征在于，包括安装在水雷壳体(1)上的两个以上光探测基元(7)；

在所述水雷壳体(1)上加工有两个以上用于安装光探测基元(7)的窗口；

每个光探测基元(7)均包括：螺环(2)、窗口压片(3)、窗口玻璃(4)、光探测筒(8)、视场镜头(9)、镜头压片(10)、滤光片(11)、滤光片压片(12)、衰减片(13)、PMT高速光电探测器(14)、干燥剂(16)、底盖(17)、水密插座(18)及高速光电探测器电缆(19)；

窗口玻璃(4)安装在水雷壳体(1)的窗口中，窗口玻璃(4)的底部抵触在窗口的台阶面上，顶部通过旋合在窗口内的螺环(2)压紧；在窗口玻璃(4)与螺环(2)之间安装有窗口压片(3)；在窗口玻璃(4)与窗口的台阶面的接触处安装有O型密封圈(5)；光探测筒(8)一端通过法兰同轴固定在水雷壳体(1)的内表面，另一端通过法兰与底盖(17)固接；光探测筒(8)内部从上往下顺序安装有视场镜头(9)、镜头压片(10)、滤光片(11)、滤光片压片(12)、衰减片(13)、PMT高速光电探测器(14)及干燥剂(16)；在光探测筒(8)与水雷壳体(1)的内表面的接触处及与底盖(17)的接触处分别安装有密封圈(6)和O型圈(15)；

水密插座(18)安装在底盖(17)上，并通过顺序穿过底盖(17)及干燥剂(16)的高速光电探测器电缆(19)与PMT高速光电探测器(14)电气连接。

2.如权利要求1所述的一种用于水雷反猎的光探测装置，其特征在于，所述水雷壳体(1)为圆台形或圆柱形，在其侧面上加工有沿其圆周方向均布的六个用于安装光探测基元(7)的窗口；在其顶面加工有一个用于安装光探测基元(7)的窗口；位于所述水雷壳体(1)顶面的光探测基元(7)的视场镜头(9)的视场中心光轴朝向正上方，位于所述水雷壳体(1)侧面的光探测基元(7)的视场镜头(9)的中心光轴均和顶面成60度角。

3.如权利要求2所述的一种用于水雷反猎的光探测装置，其特征在于，视场镜头(9)的视场角为90度。

4.如权利要求1所述的一种用于水雷反猎的光探测装置，其特征在于，所述窗口压片(3)的材料为聚四氟乙烯。

说明书

一种用于水雷反猎的光探测装置

技术领域

[0001] 本发明属于水中兵器引信技术领域，具体涉及一种用于水雷反猎的光探测装置。

背景技术

[0002] 水雷和反水雷是水中兵器中矛盾的对立面。随着技术的进步，反水雷中猎雷技术发展迅猛，其探雷能力已经从探测系留在海中的锚雷发展到了探测掩埋在泥沙中的沉底雷。目前，猎雷手段有声探，光探、磁探等，其方法、种类繁多。如声探测有舰载侧扫声呐、前视声呐、变深声呐，遥控拖曳声呐，便携式图像声呐，装载于UUV上的合成孔径声呐以及装载于直升机上的吊放声呐等，其操作使用相对也越来越方便、安全。光探主要有水下电视探测和激光成像探测。磁探主要是海水磁异常探测。目前在役水雷无一具有主动反猎能力，一旦水雷被猎雷声、光探测并识别，将面临灭顶之灾。为保障水雷雷阵安全，提升水雷抗登陆、对敌封锁、切断敌人海上交通、扼守海上要冲的能力，水雷自身必须具有一定的反猎能力，为此，需要发展专用主动反猎水雷技术。

[0003] 反猎水雷光探测是水雷声、光联合探测主动反猎技术的重要组成部分。光探测主要有猎雷光信号的特征分析、光传感器布阵、光检测识别定位等。和声探测协同，光探测能为水雷主动攻击猎雷具提供较为精确的方向、距离和时间信息。从而提高水雷反猎能力，提升水雷战的综合效能。目前，水雷反猎声探测技术进步神速，反猎光探测技术则刚刚起步。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于水雷反猎的光探测装置，利用该装置能够在水下对敌方的猎雷光信号进行探测。

[0005] 本发明是通过下述技术方案实现的：

[0006] 一种用于水雷反猎的光探测装置，包括安装在水雷壳体上的两个以上光探测基元；

[0007] 在所述水雷壳体上加工有两个以上用于安装光探测基元的窗口；

[0008] 每个光探测基元均包括：螺环、窗口压片、窗口玻璃、光探测筒、视场镜头、镜头压片、滤光片、滤光片压片、衰减片、PMT高速光电探测器、干燥剂、底盖、水密插座及高速光电探测器电缆；

[0009] 窗口玻璃安装在水雷壳体的窗口中，窗口玻璃的底部抵触在窗口的台阶面上，顶部通过旋合在窗口内的螺环压紧；在窗口玻璃与螺环之间安装有窗口压片；在窗口玻璃与窗口的台阶面的接触处安装有O型密封圈；光探测筒一端通过法兰同轴固定在水雷壳体的内表面，另一端通过法兰与底盖固接；光探测筒内部从上往下顺序安装有视场镜头、镜头压片、滤光片、滤光片压片、衰减片、PMT高速光电探测器及干燥剂；在光探测筒与水雷壳体的内表面的接触处及与底盖的接触处分别安装有密封圈和O型圈；

[0010] 水密插座安装在底盖上，并通过顺序穿过底盖及干燥剂的高速光电探测器电缆与PMT高速光电探测器电气连接。

[0011] 进一步的，所述水雷壳体为圆台形或圆柱形，在其侧面上加工有沿其圆周方向均布的六个用于安装光探测基元的窗口；在其顶面加工有一个用于安装光探测基元的窗口；位于所述水雷壳体顶面的光探测基元的视场镜头的视场中心光轴朝向正上方，位于所述水雷壳体侧面的光探测基元的视场镜头的中心光轴均和顶面成60度角。

[0012] 进一步的，每个探测基元视场镜头的视场角为90度。

[0013] 进一步的，所述水雷壳体为圆台形或圆柱形，在其外表面均布两个以上用于安装光探测基元的窗口。

[0014] 进一步的，水雷壳体的材料采用钢、铝或玻璃钢。

[0015] 进一步的，所述窗口压片的材料为聚四氟乙烯。

[0016] 有益效果：(1)当海水中敌猎雷光信号照射到反猎水雷的一个或几个光探测基元上时，本发明均能接收到该敌猎雷光信号，并将接收到的光信号进行转换、放大、滤波、比较、识别后，送水雷引信的控制电路抉择，并在合适的时候发出战斗部攻击指令，以打击敌水下猎雷装置，达到消灭敌人，保护雷阵的目的。

[0017] (2)本发明的探测基元视场镜头的视场角为90度，出瞳与PMT高速光电探测器匹配，光探测装置能够保证覆盖水雷的整个上半球空间。

[0018] (3)本发明的在窗口玻璃与窗口的台阶面的接触处安装的O型密封圈，利用其密封和其弹性作用保护窗口玻璃在受螺环或外部海水挤压时不与水雷壳体的钢质材料发生硬接触，保护窗口玻璃完整而不破裂；且窗口玻璃通过螺环采用外面压紧的结构形式有利于水雷整体抗外部海水压力、提高了水密性。

附图说明

[0019] 图1为本发明的结构示意图。

[0020] 图2为本发明的光探测基元的结构组成图。

[0021] 图3为本发明的视场镜头的视场分布图。

[0022] 其中，1-水雷壳体，2-螺环，3-窗口压片，4-窗口玻璃，5-O型密封圈，6-密封圈，7-光探测基元，8-光探测筒，9-视场镜头，10-镜头压片，11-滤光片，12-滤光片压片，13-衰减片，14-PMT高速光电探测器，15-O型圈，16-干燥剂，17-底盖，18-水密插座，19-高速光电探测器电缆。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

[0024] 本发明提供了一种用于水雷反猎的光探测装置，参见附图1，包括安装在水雷壳体1上的七个光探测基元7；

[0025] 在本实施例中，所述水雷壳体1的外形为圆台形，在其侧面上加工有沿其圆周方向均布的六个用于安装光探测基元7的窗口，在其顶面加工有一个相同的窗口，所述窗口为三阶梯型圆孔，且孔径从水雷壳体1的内表面到外表面递增，三阶梯型圆孔的最大孔径处加工有螺纹；水雷壳体1采用钢、铝或玻璃钢，具有耐水压、重量轻、加工方便及成本低廉的特点；水雷壳体1还可以为圆柱形锚雷、沉卧于海底的圆柱形沉底雷或漂浮于海中的球形漂雷的壳体，若水雷壳体1是球形漂雷的壳体，则在其外表面均布两个以上用于安装光探测基元7的窗口；

[0026] 参见附图2，每个光探测基元7均包括：螺环2、窗口压片3、窗口玻璃4、光探测筒8、视场镜头9、镜头压片10、滤光片11、滤光片压片12、衰减片13、PMT高速光电探测器14、干燥剂16、底盖17、水密插座18及高速光电探测器电缆19；

[0027] 所述窗口压片3的材料为柔性聚四氟乙烯；

[0028] 所述光探测筒8的两端分别设有法兰；

[0029] 窗口玻璃4安装在水雷壳体1的窗口的第二阶梯圆孔中，窗口玻璃4的一端抵触在窗口的台阶面上，另一端通过旋合在窗口第一阶梯圆孔内的螺环2压紧来进行轴向限位；在窗口玻璃4与螺环2之间安装有窗口压片3，防止螺环2对窗口玻璃4表面造成损伤；在窗口玻璃4与窗口的台阶面的接触处安装有O型密封圈5，实现对水雷壳体1内设备的密封；光探测筒8一端的法兰通过螺钉固定在水雷壳体1的内表面，并与水雷壳体1的窗口同轴，光探测筒8另一端的法兰通过螺钉与底盖17固接；光探测筒8内部从上往下顺序安装有视场镜头9、镜头压片10、滤光片11、滤光片压片12、衰减片13、PMT高速光电探测器14及干燥剂16；在光探测筒8与水雷壳体1的内表面的接触处及与底盖17的接触处分别安装有密封圈6和O型圈15；
其中，干燥剂16的作用是防止光探测筒8内产生的水汽在视场镜头9上凝结；视场镜头9的视场角为90度，出瞳与PMT高速光电探测器14匹配，能够保证覆盖水雷的整个上半球空间；滤光片11用于滤除背景光(日光、星光、生物光、船舶或岸上灯光等)对系统的干扰；衰减片13用于对过强的猎雷目标信号进行衰减，防止猎雷目标信号离水雷的很近时脉冲激光峰值过高，从而导致PMT高速光电探测器14饱和；

[0030] 水密插座18安装在底盖17上，并通过顺序穿过底盖17及干燥剂16的高速光电探测器电缆19与PMT高速光电探测器14电气连接。

[0031] 工作原理：当用专用扳手旋压螺环2时，螺环2逐渐通过柔软的窗口压片3压迫窗口玻璃4，窗口玻璃4挤压O型密封圈5，完成对窗口玻璃4的水密。每个光探测基元也采取独立的密封结构，其原因是：在空气中调试好的水雷沉入水底时，因温度急剧降低，水雷内的空气会凝结成大量水汽，当凝结的水汽粘附在窗口玻璃4和视场镜头9上时，会影响光学系统的正常工作；光学基元空间较小，加之采用干燥剂吸附水汽，从而保证了光探测的质量。

[0032] 当位于海水中的猎雷光源透过窗口玻璃4后，首先进入视场镜头9，猎雷目标信号经镜头9定焦，并通过滤光片11滤除杂波、衰减片13滤除过高的光功率信号后得到的猎雷光信号，所述猎雷光信号聚焦到PMT高速光电探测器14上，PMT高速光电探测器14及其外围电路通过高速光电探测器电缆19输出窄脉冲模拟电信号给外部的脉冲整形电路，该脉冲整形电路将窄脉冲模拟电信号转换成数字信号，然后进行计数处理，最后将计数处理得到的信息送外部的水雷引信信号处理板进行积分、比较、分析、识别后，做出对敌猎雷具攻击与否的抉择。

[0033] 其中，在本实施例中，参见附图3为7个光探测基元7的视场镜头9接收面，其中，1个视场镜头9的视场中心光轴朝向正上方，其余均匀分布在侧面，且视场镜头9的中心光轴都和顶面成60度；7个探测基元的90度视场角完全覆盖水雷半球空间，未留死角；由于在实战中猎雷光源不可能静止固定在一个点上，而是会在水下不断运动，就样就很容易被猎雷光探测基阵中不同基元单独或联合探测到，通过时间积分，方位探测，水雷引信系统就可绘制完整的猎雷光信号轨迹，为反猎水雷发射水下射弹、打击敌猎雷具奠定了基础。

[0034] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。