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聲速換能器檢測
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3 聲波儀的性能測試

聲波儀是海底沉積物聲學參數測量的關鍵設
備,聲學換能器內部元件老化以及長期接觸含有鹽
分的海底沉積物發生腐蝕損壞等,降低了測量精度
甚至發生較大的誤差。因此,每次測量前都需要測
試及校正。聲速校正通常采用測量標準樣塊聲速進
行判別,但是采用主頻特征的測量方法鮮有報道。
Hamilton[6] 、Stoll[7] 等許多研究者發現海底沉積物的
聲衰減與聲波探測頻率存在明顯的相關關系,陶春
輝等[8] 研究表明在20kHz~100kHz 頻率段測量存在
頻散現象,因此測量沉積物聲學參數時,必須確定
聲學測量儀器的主頻。

基于頻譜分析技術,采用以下兩個步驟對聲學
換能器進行檢測:

(1)將發射和接收換能器耦合對接在一起,測出
聲波圖,進行頻譜分析,得出其主頻和頻寬,與參
考主頻和頻寬進行比較,判斷主頻性能;
(2)將發射和接收換能器在空氣中相距0.05m,
測出聲波圖,進行頻譜分析,得出其主頻和頻寬以
及幅值,與參考主頻和頻寬的幅值進行比較,判斷
主頻幅值性能。
對湘潭天鴻電子研究所研制的DB4 型聲波儀
測量數據進行了頻譜分析如下:按步驟(1)進行測
量,2007 年6 月12 日測得的數據主要能量集中在

35.156kHz 主頻(圖1 中實線)、34.307kHz~37.791kHz
的-3dB 頻帶內,頻帶與參考頻帶(2006 年8 月18
日測量)基本相同,判斷頻率特征基本良好。
按步驟(2)進行測量,幅值出現差異(如圖2),
2007 年6 月12 日測得的主頻能量比2006 年8 月
18 日的減少很多。結合對接測試時幅值降低現象,
判斷有必要對聲波儀進行檢修,經檢修發現是聲學
換能器接線存在松弛現象。

圖1 聲學換能器對接性能測試頻譜
Fig.1 Spectrum of acoustic beacon with receiver and emitter together

圖2 聲學換能器間隔0.05m 性能測試頻譜
Fig.2 Spectrum of acoustic beacon with receiver and emitter 0.05m
apart

 

多功能聲波檢測儀

多功能聲波檢測儀

DB-4D型

 

 

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海底沉積物聲學測量中頻譜分析方法應用研究 另存為下載 文章應用本所DB系列



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