一文讲明白Reson浅水多波束SeaBat-T系列家族的七姑八姨(下)

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盘点一下,丹麦Reson公司最新一代浅水多波束SeaBat-T系列辉煌家族。
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上文说到丹麦Reson公司主流的浅水多波束SeaBat-T系列近二十年的风云变化,这个大家族基本上覆盖了船载安装的各种各样的浅水作业模式。本文继续盘点一下SeaBat-T系列“其他成员”及其远亲!

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压力山大的S家族说起更专业的潜器搭载多波束的作业模式,就不得不提SeaBat-T系列的S家族了。目前,S家族的两个主力选手是SeaBat T20-S与SeaBat T50-S , 它们的祖辈是SeaBat 7125 ROV /AUV,我们熟悉的T50-P的祖辈是SeaBat 7125 SV2 。( u% _( i$ u! D/ M+ J

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  • SV2的意思是第2代Surface Vessel ,适合水面船只的作业模式 。
  • T50-S的S是Subsea的意思,也就是适合ROV和AUV等这种水下载体的作业方案。
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S家族祖辈


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SeaBat 7125 ROV


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我们还是从老一辈SeaBat 7125 ROV开始介绍,图1|所示ROV版本的双频多波束7125系统,和我们厂家的SV版本的还是有着一定差异的。似乎多波束的换能器多了一块,甲板单元也多了一个看起来就是水密耐压仓结构的圆柱体。这个耐压的圆柱体是Link Control Unit,简称LCU,可以看做是多波束的水下甲板单元,其采用钛合金材料,直径174mm,长度538mm,空气中重量23.5Kg,功耗60W。
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图1 | SeaBat 7125 ROV系统组成

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相比较7125 SV2水面船载的多波束系统,可以发现ROV版本的一个最大不同就是发射换能器是分开的。图2|所示 7125 ROV版多波束换能器,接收阵是1个,但发射阵有2个,也就是说200K和400K这两个频率的发射阵是独立安装的,工作时也可以只使用其中一个频率。
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图2 |
SeaBat 7125 ROV版本的水下换能器阵列(湿端)

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从SeaBat 7125几个不同版本换能器指标不难看出,其接收换能器都是采用的同一个型号EM7216。水面版的SV2采用了TC2181这款200/400Khz双频的发射换能器,但ROV和AUV版的多波束只有T2160和TC2163这两个分开的单频换能器。具体参数如图3|所示。
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图3 |
SeaBat 7125 不同版本配置与指标

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S家族主角


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SeaBat T50-S

前面铺垫了这么多,终于还是轮到我们今天的主角T50-S登场,如果了解了前面它祖辈们的性能和配置,就不难理解这款多波束的性能参数为啥如此与众不同了。其实,无论是T20-S还是T50-S,目前根据耐压水深都是有两个不同版本,一个是400米水深以内的浅水型,一个是可以直达6000米耐压的深水型。
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如图4|所示S家族的水下甲板单元依然是个圆柱筒,但外观颜值比7125 ROV版耐看好多,而且不需要那个一个巨大的台式机甲板单元,只要一个有网口的笔记本电脑就能实现数据的采集。) u8 g  K9 x2 N1 [3 f' B+ t
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图4 | SeaBat T20/50-S 多波束系统组成
再看一下S家族水下换能器部分

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  • 400米浅水型多波束完全采用了与T20/50-P同款的换能器,可以实现双频发射,宽带接收,就像T50-P那种一毛一样的操作。
  • 但是6000米的深水型多波束,啥也不说了,只支持单频或双频换能器,跟7125 ROV版本一样,当然你可以选择安装2个不同频率的发射换能器,但无法实现宽带接收,好在单探头模式可以选用200/400Khz双频换能器,但双探头模式只能200/400Khz双频二选一,很有老一代7125的遗风。所以请大家注意S家族双探头模式和单探头模式在选择频率上的这个BUG。

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无论是T20-S还是T50-S,都可以通过双探头集成作业模式来增加扫宽,从而实现高效测量。/ V: Q! l! U1 [1 o  B# l
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图5 | T20-S/T50-S换能器可选方案
图5|所示S系列的换能器,基本上可以分为单频,双频,宽频这三种。其中宽频的跟浅水版一样,笔者理解浅水版其实就是换了甲板单元的T20/50-P,换能器做到400米耐压,而常规T50-P换能器耐压只有50米。图6|所示S系列多波束技术指标,主要技术参数也与T20/50-P基本一致。

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图6 | T20-S/T50-S多波束主要技术指标

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T系列的远亲F系列
还记得比Reson第一套民用多波束SeaBat 9001多波束测深仪还早一年上市的多波束图像声呐SeaBat 6012么 ?其实Reson的长距离图像声呐系列一直都低调的发展着,即使后来Teledyne收购了Reson和Blueview,而Blueview是专做图像声呐的厂家,但由于其系列图像声呐主打短距离的高频声呐,与Reson这种长距离图像声呐并未形成产品上的冲突。

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价格上Blueview的二维图像声呐也远远低于Reson的长距离图像声呐,因此,至今Reson的图像声呐和Blueview的图像声呐虽然已经合并到同一家公司(Teledyne)的同一个部门(Imaging板块),但两个品牌的图像声呐却各有各的特点,依然活跃在市场上。

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目前,F系列多波束长距离图像声呐主要有两个型号,分别是SeaBat F30和F50 ,他们上一代产品是SeaBat 7130 和7128 。

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主打长距离的


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SeaBat F50

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我们先来看看SeaBat 7128 , 如图7|所示,要不是那一块弧形发射阵,其他部分跟SeaBat 7125几乎是一毛一样。没错,7128的接收换能器就是EM7216 , 与7125的是同款 。
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图7 | SeaBat 7128 多波束图像声呐(Deep型)

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顺着这个思路我们再来看看目前7128的下一代产品SeaBat F50,如图8|所示,也除了发射换能器TC2179采用的是弧形阵列,其他部分跟T50-R也是同样的配方。由此可见,Reson系列的多波束图像声呐果然和多波束测深仪是亲戚关系,血统和基因相似度极高。
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图8 | SeaBat F50 多波束图像声呐(Shallow型)
SeaBat F50也是分为浅水版和深水版,这个思路也是与SeaBat T50-S也是如出一辙。其甲板单元也是直接采用 T50-S的SSP耐压圆柱筒,发射换能器为了适应6000米耐压,采用了TC2162这个型号的换能器,从外观上看这个型号换能器更大了一号,如图9|所示,SeaBat F50深水版多波束图像声呐,可以看出来,F50的发射换能器直接沿用了7128的发射换能器,接收换能器则从原来7125的同款更新换代为T50的同款了。
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图9 | SeaBat F50 多波束图像声呐(Deep型6000米耐压)

SeaBat F50按照耐压水深分类


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SeaBat F50-R 50米耐压

适合水面船载安装

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SeaBat F50-S 400米耐压

适合浅水的潜器安装

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SeaBat F50-S 6000米耐压

适合深水的潜器安装

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相比较于7128那代产品,只有50米水面型和6000米耐压深水型,F50更能满足客户的作业场景需求。

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最后还是展示一下F50的技术指标,这款主打长距离的图像声呐,最大探测距离可达到600米,覆盖扫描扇面140°,值得注意的是深水版的换能器垂直方向发射波束角要比浅水版的大,详情如图10|所示。
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图10| SeaBat F50 多波束图像声呐主要技术指标

Reson浅水系列中的“爱马仕”


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SeaBat F30

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如果说F50图像声呐价格跟T50多波束差不多,属于同一个数量级。那么下面介绍的F30图像声呐就是目前Reson浅水系列中价格最贵的了,据了解F30的价格是F50的好几倍。而且国内F30的用户还真不多,就连上一代7130多波束图像声呐的国内用户笔者也没打听到。如果谁买过,笔者十分想去看看F30的真机到底是啥样的。
  • SeaBat F30的爸爸——SeaBat 7130

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如图11|所示,SeaBat 7130的换能器其实还是分开的,发射阵是弧形的TC2182,接收阵是EM7217,工作时就是这样上发射下接收的组合模式。采集控制与数据处理单元就是下图ICPU,看工艺是像极了7125的干端采集甲板单元。当然,这款甲板单元显然是不能防水的,也是干端的甲板单元,如果想在潜器上使用,需要选配深水耐压版的ICPU,如图12|所示,细心的读者会发现,耐压版的甲板单元与7125 ROV版的样子几乎是一样的。
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| SeaBat 7130 多波束图像声呐系统组成

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12| SeaBat 7130 多波束图像声呐深水版ICPU
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  • SeaBat 7130的基础升级——SeaBat F30- [: x: Y7 V* V# ]8 i* h6 m0 p5 u% `
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F30在SeaBat 7130基础上做了升级,耐压ICPU换成了S家族的SSP,模样就是图9|所示的圆柱体,这里就不重复上图了。F30和7130的发射换能器是同款,但F30的接收换能器升级为EM7221。图13|所示接收换能器升级了一些细节,主要是像T50接收换能器一样采用加固了周边金属保护的结构。这一对接收和发射换能器的频率不同于Reson声呐的其他系列产品,采用了200/635kHz这种高低频相差挺大的设计。不难看出,635kHz的高频是为了获取更高清的声呐图像,而200kHz的低频是为了获取最大探测距离。
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图13| SeaBat F30 图像声呐换能器(湿端)
F30的最大探测距离是500米,同时采用了相干声呐的技术,能实现3D水深数据的采集。所以,这是一款能同时采集高清2D图像和3D点云图像的长距离声呐。其中,635kHz高频声呐采集的高分辨率图像如图14|所示。
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图14| 635kHz高频声呐图像
最后还是展示一下SeaBat F30的技术指标,如图15|所示。目前F30主要是给AUV和UUV搭载使用,因此只有6000米耐压这一款版本。这应该也是F30价格高的一个原因。
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图15| SeaBat F30 图像声呐主要技术指标
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亲爱的读者:
文章到这里就结束了。
笔者一直有一个没有想明白的问题,想跟大家一起分享一下:
为啥Reson 6000米耐压的深水产品,都是采取了单频或者双频这样的模式,但浅水声呐无论是T50-P还是T50-S都采用了200-400Khz这样的宽带可调模式?

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是因为深水作业时,6000米压力对换能器的性能有着某些影响么?比如空化或者耦合等因素的影响或者是声学窗口材料等工艺的限制?
希望有水声专业的大牛能给出一个合理的猜测!期待你们的回复~
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白小禾
活跃在2024-1-28
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