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　　由于聲波在海水中傳播的獨(dú)特性，在有關(guān)海洋探測、海洋開發(fā)中無一不需要水聲探測技術(shù)。隨著海洋開發(fā)、海洋資源利用需求的日益增長，海洋聲學(xué)、水聲技術(shù)不僅為軍事需求，更是科學(xué)研究和探索海洋的基本手段。

　　海洋研究和開發(fā)所用的水聲技術(shù)，包括回聲探測、被動探測、水聲通訊、聲學(xué)釋放器、水聲定位等，下面就針對水下回聲探測以及ATA-L8水聲功率放大器在回聲探測技術(shù)中的具體作用來進(jìn)行詳細(xì)說明。

　　回聲測深是根據(jù)超聲波在均勻介質(zhì)中將勻速直線傳播和在不同介質(zhì)界面上將產(chǎn)生反射的原理，選擇對水的穿透能力最佳、頻率在1500赫茲附近的超聲波，垂直地向水底發(fā)射聲信號，并記錄從聲波發(fā)射至信號由水底返回的時間間隔，通過模擬法或直接計(jì)算而確定水深的工作。細(xì)分它的話，有以下幾個具體應(yīng)用：

　　⑴回聲測深儀

　　利用換能器在水中發(fā)出聲波，當(dāng)聲波遇到障礙物而反射回?fù)Q能器時，根據(jù)聲波往返的時間和所測水域中聲波傳播的速度，就可以求得障礙物與換能器之間的距離。聲波在海水中的傳播速度，隨海水的溫度、鹽度和水中壓強(qiáng)而變化。常溫時海水中的聲速的典型值為1500米/秒，淡水中的聲速為1450米/秒。所以在使用回聲測深儀之前，應(yīng)對儀器進(jìn)行率定，計(jì)算值要加以校正。不同回聲探測設(shè)備最主要的差別主要是在對回波信號的不同處理方法上，現(xiàn)代大功率的低頻測深儀，能夠測量出最深洋底的形狀。多波束測深系統(tǒng)或多振子的測深儀，可同時獲得多個水深點(diǎn)的數(shù)據(jù)，采用相關(guān)軟件能自動繪制精細(xì)化的海底地形圖，也稱海底微地貌測量。

　　⑵聲學(xué)多普勒海流剖面儀（ADCP)

　　聲學(xué)多普勒海流剖面儀（簡稱ADCP)是一種新型海流測量儀器，主要用于海流剖面的高精度測量、海深測量、船舶或水下航行體相對于海底的運(yùn)動速度測量，測量時不干擾流場，不存在機(jī)械慣性和機(jī)械磨損等問題，能如實(shí)反映流場的真實(shí)結(jié)構(gòu)，被公認(rèn)為是當(dāng)今最主要的測流儀器。按照儀器的換能器陣類型可分為相控陣ADCP與非相控陣ADCP，一般高頻采用非相控陣ADCP；按照波束方向可分為ADCP和水平測流儀；按照數(shù)據(jù)讀取方式可分為直讀式和自容式；按照安裝方式可分為走航式和固定式；當(dāng)ADCP用于測量船舶或水下航行器對海底的相對運(yùn)動速度時，一般稱為計(jì)程儀（DVL）。

　　⑶魚探儀

　　由它獲得的魚群回波，可大致判斷出魚群的位置、范圍和密集程度。魚探儀主要部件換能器可將電子信號轉(zhuǎn)換成聲音脈沖并發(fā)射到水中，聲波在水中傳播過程中遇到障礙物時，部分聲音信號反向散射至換能器，如果信號水平超過用戶選擇的閥值，將被換能器接收并轉(zhuǎn)化為電子信號通過電纜傳輸至控制電腦，生成回波圖。根據(jù)聲波發(fā)射后收到目標(biāo)回聲信號的間隔時間和聲波在水中的傳播速度，可測得目標(biāo)所處的位置，對回聲信號強(qiáng)弱和結(jié)構(gòu)加以分析，可估算出目標(biāo)強(qiáng)度、目標(biāo)數(shù)量及分布狀況等。

　　該儀器主要實(shí)現(xiàn)對某一水域內(nèi)魚群資源的調(diào)查和評估，包括：測深、魚群總量、大小分布、種類（結(jié)合采樣）、單魚跟蹤等。用以調(diào)查魚類時，具有速度快、在一定的時間里做到實(shí)時追蹤、不給魚類造成損傷的特點(diǎn)，所獲得的數(shù)據(jù)能夠?yàn)檫M(jìn)一步的研究提供基礎(chǔ)。通常使用的垂直魚探儀，可以探測底層的魚類；水平魚探儀則以探測上層和中層的魚類為主。垂直魚探儀常用工作頻率為20～200千赫，探魚深度可達(dá)1000米。

　　⑷側(cè)掃聲吶

　　側(cè)掃聲吶亦稱“旁側(cè)聲吶”或“海底地貌儀”，它利用回聲測深原理探測海底地形地貌及水下目標(biāo)（如沉船、巖礁、沙波、底質(zhì)類型分布等）。其換能器陣裝在船殼內(nèi)或拖曳體中，走航時向側(cè)下方發(fā)射扇形波束的聲脈沖。波束平面垂直于航行方向，沿航線方向束寬很窄，開角一般小于2°，以保持較高分辨率；垂直于航線方向束寬較寬，開角約為20°～60°，以保證一定的掃描寬度。側(cè)掃聲吶依據(jù)聲圖圖像來判讀水下目標(biāo)特征，聲圖圖像與其相應(yīng)顯示的形狀、大小、色調(diào)、陰影、灰度、紋形、布局和位置等特征有著密切關(guān)系，包括目標(biāo)圖像、海底地貌圖像、水體圖像和干擾圖像。目標(biāo)圖像包括沉船、沉雷、礁石、海底管線、魚群以及水中各種礙航物和構(gòu)筑物的圖像。因此，可以根據(jù)聲圖圖像的不同特征來判讀水下目標(biāo)的性質(zhì)及其延伸范圍。目前，側(cè)掃聲吶在海洋測量、疏浚港口，港灣工程、錨地勘測、水利勘察、生態(tài)環(huán)境調(diào)查、海洋調(diào)查等方面均得到了廣泛應(yīng)用，都取得了明顯的效果。

　　⑸淺地層剖面儀

　　淺地層剖面儀又稱淺地層地震剖面儀，是在超寬頻海底剖面儀基礎(chǔ)上的改進(jìn)，是利用聲波探測淺地層剖面結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的儀器設(shè)備，是基于水聲學(xué)原理的連續(xù)走航式探測水下淺部地層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的地球物理方法。淺地層剖面儀采用的技術(shù)方法主要包括壓電陶瓷式、聲參量陣式、電火花式和電磁式4種。其中，壓電陶瓷式主要分為固定頻率和線性調(diào)頻（Chirp）兩種；電火花式主要利用高電壓在海水中的放電產(chǎn)生聲音原理；電磁式通常多為各種不同類型的Boomer，穿透深度及分辨率適中；聲參量陣式利用差頻原理進(jìn)行水深測量和淺地層剖面勘探。

　　淺地層剖面技術(shù)利用聲波在不同介質(zhì)中傳播特性的差異，不同介質(zhì)界面處(聲阻抗界面)會發(fā)生反射與透射，透射波在下一個界面處繼續(xù)產(chǎn)生反射波與透射波，通過分析接收記錄反射波的返回時間、振幅、頻率等信息，以聲學(xué)剖面圖形反映淺地層組織結(jié)構(gòu)，并得到有效穿透地層內(nèi)的分層底質(zhì)特征。通常使用的聲波頻率在幾百Hz到幾十千Hz之間，聲波頻率越高，地層垂直分辨率越高，但同條件下的穿透深度越小。淺地層剖面儀在海洋地質(zhì)調(diào)查，地球物理勘探和海洋工程，海洋觀測，海底資源勘探開發(fā)，航道港灣工程，海底管線鋪設(shè)等均得到了廣泛應(yīng)用。

　　⑹水下聲學(xué)測波儀

　　水下聲學(xué)測波儀就是利用置于海底的聲學(xué)換能器垂直向海面發(fā)送聲波，通過接受回波信號，測定換能器至海面的垂直距離變化，再換算為波高變化信息；若將ADCP置于海底，或者安裝在水下浮式構(gòu)建物上，從水下向上看，就可以記錄自由表面的波動情況。優(yōu)點(diǎn)是安裝在水下或海底，可避免水面惡劣海況的影響，精度高、易操作；缺點(diǎn)是受浪花和氣泡干擾，測量破碎波的準(zhǔn)確度受限，尤其在惡劣氣候和波況條件下，水汽交界處的邊界不十分明顯。

　　上述介紹的幾種水下回聲探測方式是目前常見的幾種，而且我們不難發(fā)現(xiàn)，想要搭建這樣的系統(tǒng)，對應(yīng)的水聲換能器以及用來驅(qū)動換能器的功率放大器是必不可少的，ATA-L系列水聲功率放大器，最大輸出功率6500VA，帶寬（-3dB）200Hz~120kHz，最大輸出電壓1200Vrms，寬頻帶+大功率，是專門針對各類水下水聲測試的專用儀器，無論是水下回聲探測、水下通信、水下探魚等等，它都能配合水聲換能器進(jìn)行完美工作。

　　其中ATA-L8水聲功率放大器是一款理想的單通道功率放大器。最大輸出1020Vrms電壓，1000VA功率，可驅(qū)動0~100%的阻性或非阻性負(fù)載。輸出電阻匹配多個檔位可選，客戶可根據(jù)測試需求調(diào)節(jié)。

　　ATA-L8水聲功率放大器

　　帶寬：（-3dB）200Hz~120kHz

　　電壓：1020Vrms

　　功率：1000VA

　　阻抗：輸出阻抗匹配多檔可調(diào)

　　顯示：設(shè)備狀態(tài)液晶動態(tài)顯示

　　保護(hù)：過熱、過載保護(hù)

西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，為用戶提供具有競爭力的測試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)m.wj539.com或撥打029-88865020。

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