水声探测技术综述_黄威.pdf

中国新技术新产品2010 NO.5 China New Technologies and Products 高新技术 水声探测技术综述 黄 威 （中国地质大学机械与电子信息学院，湖北 武汉 430074） 摘 要：随着海洋开发的日益深入，用于水下探测的相关技术越来越受到人们的重视。水声测深技术作为用于水下探测的一种重要 技术，主要用来测量水中物体的位置及形态和对水下地形的描绘。本文简要介绍了水声探测的基本原理，分析了其中的关键技术， 并对其未来的发展进行了展望。 关键词： 水声；探测；技术 1 引言 改变时, 可以使与它相连的膜片运动从而向外 1995 年完成了实验样机，作用距离达到 400m， 水声遥控系统框架、应用情况，发展情况近 辐射声波静,电换能器在空气中有广泛应用如 分辫率达到 10cm。国外目前的发展趋势是提 年来，由于军事和海洋开发的要求，人们开始越 电容传声器但在。水声中应用很少。 高分辨率和作用深度。声层析技术是美国人于 来越重视水下通信系统的研究与开发。由于电 3.3 可变磁阻换能器 1979 年提出来的概念，其原理类似于医疗器械 磁波在水中传播时衰减严重，而声波是人类迄 它是静电换能器的磁学类比改变通电线 CT，它通过溯量声速传播的时间来计算传播路 今为止已知的唯一能在水中远距离传播的能量 圈中的电流引起磁极面间缝隙中力的变化产 径上的平均温度，通过测量声在双声线传播的 形式，所以海洋中检测、通信、定位和导航主要 生膜片的振动从而幅射声波 时间差来测量上升流、通量、涡流等动力参数 利用声波。 3.4 磁致伸缩换能器 AT()c 计划利用了声层析中的测温方法，可以监 2 声波检测原理 它最适合于在声阻抗较高的介质如海水 测两点之间万公里级距离内的温度平均变化， 声波 (或超声波) 所测的声学参数是: 被检 中工作在水声中广泛应用。 从而监测气候波动与温度渡动之间的相关关 测介质L 距离内的声波传播时间T、波幅A 及 3.5 压电换能器 系。我国已经参加了 AToC 计划。这是目前国际 波动的振动频率F。介质内声波的传播, 是质点 它可以由真正的压电材料如石英也可以 上很热门的一项研究计划和实验技术。水下声 弹性振动的传递过程, 由弹性理论可知, 在无 是由已极化的电致伸缩材料，如特种陶瓷目前 多媒体通讯技术在水下声图像、数据及语音通 限介质中不考虑体积压力作用时, 用位移表示 用的较多的是钦酸钡错钦酸铅。 讯中有重要应用价值，是很有开发前景的高技 的各向同性的理想弹性体的波动方程如下: 4 信号处理 术，关键要解决的问题是增加传输距离，提高图 随着信号处理技术的迅速发展，特别是以 像的分辨率，降低误码率。国外正在研究 100km （1） 数字信号处理器及其相关算法为技术支撑的数 级的声数据传输技术。目前6km 左右的声数据 字滤波技术的出现，使得信号滤波处理的性能 传输技术已成熟，并已商品化，波特率为1200， （2） 得到了大幅度的提高。在水声信号处理器的研 国内已开展了一些研究，取得较好的成果