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3 聲波儀的性能測試

聲波儀是海底沉積物聲學(xué)參數(shù)測量的關(guān)鍵設(shè)
備，聲學(xué)換能器內(nèi)部元件老化以及長期接觸含有鹽
分的海底沉積物發(fā)生腐蝕損壞等，降低了測量精度
甚至發(fā)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(biāo)準(zhǔn)樣塊聲速進(jìn)
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(fā)現(xiàn)海底沉積物的
聲衰減與聲波探測頻率存在明顯的相關(guān)關(guān)系，陶春
輝等[8] 研究表明在20kHz~100kHz 頻率段測量存在
頻散現(xiàn)象，因此測量沉積物聲學(xué)參數(shù)時，必須確定
聲學(xué)測量儀器的主頻。

基于頻譜分析技術(shù)，采用以下兩個步驟對聲學(xué)
換能器進(jìn)行檢測：

(1)將發(fā)射和接收換能器耦合對接在一起，測出
聲波圖，進(jìn)行頻譜分析，得出其主頻和頻寬，與參
考主頻和頻寬進(jìn)行比較，判斷主頻性能；
(2)將發(fā)射和接收換能器在空氣中相距0.05m，
測出聲波圖，進(jìn)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(jìn)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(shù)據(jù)進(jìn)行了頻譜分析如下：按步驟(1)進(jìn)行測
量，2007 年6 月12 日測得的數(shù)據(jù)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(nèi)，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(jìn)行測量，幅值出現(xiàn)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(jié)合對接測試時幅值降低現(xiàn)象，
判斷有必要對聲波儀進(jìn)行檢修，經(jīng)檢修發(fā)現(xiàn)是聲學(xué)
換能器接線存在松弛現(xiàn)象。

圖1 聲學(xué)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(xué)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

DB-4D型

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海底沉積物聲學(xué)測量中頻譜分析方法應(yīng)用研究　另存為下載　文章應(yīng)用本所DB系列