国产海洋观测设备如何应对复杂水文环境?——从偶信科技的实践看技术适配逻辑

国产海洋观测设备如何应对复杂水文环境?——从偶信科技的实践看技术适配逻辑

内河航道数字化浪潮:偶信科技ADCP如何赋能内河航道数字化升级?偶信科技通过自主研发打破高端ADCP垄断,凭借技术突破和战略布局,推动国产ADCP从“可用”走向“好用”“必用”,引领行业新发展。

DVL 600活塞和相控的区别是啥?偶信对这两款产品的定位是啥?

DVL(多普勒计程仪)是水下导航的核心传感器,而600kHz又是中小型潜器应用最广泛的频段。近年来,随着水下机器人产业的快速发展,DVL的技术路线也在不断演进——传统的活塞式DVL和新兴的相控阵DVL,成为市场上两条并行的技术路线。

很多用户选型时会困惑:活塞式和相控阵到底有什么区别?各有什么优缺点?偶信科技对这两款产品又是怎么定位的?本文为您详细解读。

一、活塞式DVL:成熟可靠的经典方案

活塞式DVL是最传统、最成熟的DVL技术路线,也是目前市场的主流。


工作原理

活塞式DVL采用四个独立的活塞换能器,按照Janus配置(四波束倾斜30°)排列。每个换能器独立发射和接收声波,形成四个独立的波束。通过测量每个波束的多普勒频移,计算出潜器相对于海底的三维速度。

核心特点

技术成熟,可靠性高:活塞式DVL发展了几十年,技术非常成熟,经过了大量实际应用的验证,可靠性有目共睹。

波束性能好,能量集中:每个活塞换能器独立工作,波束能量集中,旁瓣低,回波质量好,测速精度高,底跟踪稳定。

维修方便,成本可控:四个换能器相互独立,某个换能器出问题可以单独更换,维修成本低。

缺点也很明显:体积大、重量大。四个独立的换能器加上支撑结构,整体尺寸和重量都比较大,对于小型潜器来说不够友好。

二、相控阵DVL:紧凑小巧的新兴方案

相控阵DVL是近年来快速发展的一种新型DVL技术路线,最大的特点就是体积小、重量轻。

工作原理

相控阵DVL采用一个平面相控阵换能器,通过电子控制各个阵元的发射相位,在空间合成四个倾斜的波束。相当于用一个换能器实现了四个活塞换能器的功能。


核心特点

体积小,重量轻:这是相控阵DVL最大的优势。一个相控阵换能器就能替代四个活塞换能器,整体体积和重量可以减小30%-50%,非常适合小型、微型潜器。

结构紧凑,安装方便:一体化的换能器设计,结构更紧凑,安装更方便,对潜器的空间要求更低。

波束一致性好:四个波束由同一个换能器产生,波束参数的一致性更好,有利于提高测速精度。

缺点同样存在:

技术复杂度高,研发难度大;

波束能量相对分散,旁瓣比活塞式高,极端环境下的底跟踪稳定性略逊于活塞式;

换能器是一体化的,如果某个阵元出问题,需要整个更换,维修成本较高;

价格通常比同性能的活塞式贵一些。

三、600kHz频段:活塞vs相控,详细对比

了解了两种技术路线的基本原理,我们来具体对比一下600kHz频段下,活塞式DVL和相控阵DVL的差异:

对比维度

活塞式DVL(600kHz)

相控阵DVL(600kHz)

体积重量

较大,典型直径约Φ148×150mm

较小,典型直径约Φ92×112mm,重量减轻30%以上

测速精度

高,波束能量集中,回波质量好

高,波束一致性好,精度与活塞式相当

工作高度

0.7-110米

0.7-110米

盲区

小于0.7米

小于0.7米

底跟踪稳定性

好,波束能量集中,抗干扰能力强

良好,常规环境下与活塞式相当,极端复杂环境略逊

可靠性

非常高,技术成熟,经过长期验证

高,技术相对较新,但发展很快

维修性

好,单个换能器可独立更换

一般,一体化换能器,故障需整体更换

功耗

略高

略低

适用场景

中型、大型潜器,对可靠性要求极高的场景

小型、微型潜器,对体积重量敏感的场景

 

简单总结:活塞式胜在成熟可靠、性价比高;相控阵胜在体积小巧、集成方便。两者没有绝对的优劣,只有适不适合的问题。

四、偶信对两款产品的定位是什么?

偶信科技作为国产DVL的代表品牌,同时布局了活塞式和相控阵两条技术路线。那么,偶信对这两款产品是怎么定位的呢?

定位一:活塞式DVL——主力走量款,主打高性价比

偶信600kHz活塞式DVL,定位是主力通用型产品,主打高性价比和成熟可靠。

这款产品面向的是绝大多数中小型潜器的通用导航需求。它采用经典的四活塞Janus配置,技术成熟、性能稳定、价格亲民,是偶信DVL产品线的走量主力。

具体来说,这款产品的定位特点是:

性能对标进口:核心指标(测速精度、工作高度、盲区等)达到国际同类产品先进水平;

成熟可靠:经过大量实际项目验证,稳定性和可靠性有保障;

服务完善:国产厂家,响应快、服务好、支持定制。

对于大多数用户来说,如果对体积重量没有极端苛刻的要求,偶信活塞式DVL是最具性价比的选择。

定位二:相控阵DVL——高端紧凑型,主打小型化集成

偶信600kHz相控阵DVL,定位是高端紧凑型产品,主打小型化和高集成度。

这款产品面向的是对体积重量敏感的小型、微型潜器,以及对集成度要求高的特种应用场景。它采用先进的相控阵技术,体积小、重量轻、集成方便,代表了DVL小型化的发展方向。

具体来说,这款产品的定位特点是:

极致小型化:相比活塞式体积减小40%以上,重量减轻30%以上;

高集成度:一体化设计,安装方便,易于集成到小型潜器中;

性能不妥协:测速精度、工作高度等核心指标与活塞式相当,满足高精度导航需求;

高端定位:技术含量高,面向对体积重量有苛刻要求的高端应用。

相控阵DVL是偶信技术实力的体现,也是偶信布局高端小型潜器市场的重要产品。

为什么偶信要同时做两条技术路线?

很多人会问:既然相控阵是发展趋势,为什么不直接全部做相控阵,还要做活塞式?

偶信的逻辑很清晰:不同用户有不同的需求,没有一种技术路线能满足所有场景。

对于中型、大型潜器来说,空间相对充裕,更看重可靠性和性价比,活塞式是更好的选择;

对于小型、微型潜器来说,空间非常紧张,更看重体积和重量,相控阵是更好的选择。

同时布局两条技术路线,偶信可以为不同需求的用户提供最合适的产品,而不是强迫用户接受某一种技术方案。这也是偶信“以用户需求为中心”产品理念的体现。

五、用户该怎么选?

最后,给大家几点选型建议:

选活塞式DVL,如果你:

潜器尺寸不是特别小,对体积重量没有极端要求;

更看重产品的成熟度、可靠性和性价比;

预算有限,希望用最少的钱买到可靠的DVL;

应用场景环境复杂,对底跟踪稳定性要求高。

选相控阵DVL,如果你:

潜器尺寸很小,对体积重量有苛刻要求;

追求高集成度,希望DVL尽可能小巧轻便;

预算相对充足,愿意为小型化支付溢价;

应用场景相对常规,环境不是特别极端。

当然,具体选型还要结合潜器的实际参数、作业环境、导航需求等综合考虑。

总结

活塞式和相控阵是DVL的两条主流技术路线,各有优缺点,适用于不同的场景。活塞式成熟可靠、性价比高,是目前的主流;相控阵体积小巧、集成方便,代表了未来的发展方向。

偶信科技同时布局两条技术路线,活塞式DVL定位主力通用款,主打高性价比;相控阵DVL定位高端紧凑型,主打小型化集成。两款产品互为补充,能够满足不同用户的多样化需求。