应用于低频水声信号探测的小型潜标系统设计

针对水声信号探测和MEMS矢量水听器工程应用的需求，设计了一种应用于低频水声信号探测的小型潜标系统，该系统具有体积小、成本低、布放回收简便等优点，系统以FPGA为控制核心，控制三维姿态传感器采集MEMS矢量水听器姿态信息，同时将采集到的水听器信号一起传输至上位机分析和显示，实现水声信号的探测。实验结果表明:该系统数据传输速 率为2Ｍｂｙｔｅ/ｓ，探测信号频段范围为20Ｈｚ~1ｋＨｚ，该系统在水下工作稳定，可正确记录水声信号。     

光纤水听器阵列在黄浦江航道监测中的应用

详细介绍了布设于黄浦江上游航道的光纤水听器阵列及其工作原理。通过光纤水听器阵列采集过往船只的声信号,结合能量阈值与特征强线谱,实现了对过往船只数量的统计。实验结果表明,船只流量监测功能已基本实现。此外,通过集成其他参量的传感器,扩展了水听器阵列的功能,实现对航道多参量(水温、水位以及淤泥厚度)实时监测。     

基于光纤激光传感器的双频超声测量

提出一种基于分布布拉格反射式(DBR)光纤激光传感器用于液体环境中的双频超声测量系统。选用3MHz和7MHz的双频超声信号,通过改变调频指数,获得了四种不同情况下DBR光纤激光器的频谱输出,与理论分析相一致。结果证明,DBR光纤激光传感器可以用来检测双频超声信号。     

高性能大深度水听器技术研究

介绍了一种圆管水听器,利用解析法分析了其在高静压下的应力分布,特别是疲劳分析;利用有限元法分析了应力集中点,对其灵敏度进行了计算,最后对一个样品进行了综合分析,计算了灵敏度与工作的最大深度。     

基于3×3耦合器的光纤水听器时分复用系统的光强补偿方法

提出一种在光纤水听器时分复用系统中以3×3耦合器作为匹配干涉仪的光强补偿方案,光纤水听器仍为2×2耦合器结构。该方案以时分复用中的非干涉脉冲作参考光强,通过对3×3耦合器两路输出进行简单数学运算并结合数字反正切技术实现信号解调,光强波动和耦合器分光比变化导致的信号畸变得到有效抑制。算法不需要载波调制,可实现光纤水听器近似等臂干涉,有利于降低系统相位噪声。算法的运算量小且适用于一般的非对称3×3耦合器,解调动态范围大。利用该方案实现了8路光纤水听器时分复用实验系统,在光功率变化约10%时,光强补偿方法可将总谐波失真平均值降低30dB,系统噪声本底在信号频率为1kHz时小于30μrad/Hz1/2。     

基于虚拟仪器的鱼声信息采集系统的设计

针对鱼群在给食前后的状态和食物需求之间的关系,文章设计一种基于水听器及NIMYDAQ采集卡的鱼声信号采集系统方案,通过水听器感知鱼在不同状态下的声信号,经采集卡和虚拟仪器（LabVIEW）编程实现模数转换、信号调理等环节,实现鱼声信号的采集、存储、显示与简单的分析任务。测试结果表明,该方案可以实现不同状态下鱼声信号的采集与处理。     

细长型光纤激光矢量水听器设计与仿真分析

针对细长型矢量水听器阵列的需求,提出了一种基于曲折梁的细长型光纤激光矢量水听器高灵敏度换能结构.根据弹性力学与振动理论,给出了该结构的灵敏度和谐振频率,并与现有的一些结构进行了对比,归纳出影响灵敏度与谐振频率的关键因素,探讨了在不降低谐振频率的前提下提高灵敏度的方法.建立了该曲折梁结构的三维ANSYS有限元仿真模型,由...     

基于FBG对的低加速度灵敏度拖曳声纳阵水听器

拖曳声纳阵列要求水听器在进行变速运动时不影响对水声压力信号的正常探测,这就要求水听器具有很高的抗加速度能力.为此介绍一种利用光纤光栅设计制造的对加速度不敏感而对水声压力信号具有高灵敏度的光纤水听器的实验研究结果.研制的光纤水听器声压灵敏度约为-140 dBrad/μPa,在25～6 300 Hz频率范围内具有平坦的声压...     

基于参数估计的光纤水听器解调系统研究

研究并实现了可工程应用的光纤水听器解调系统,采用相除查找表的PGC解调方案和逐步参数估计的参数提取方法.从理论上详细阐述了参数提取方法原理,并从实验上分析了该方法的稳定性和有效性.实验测试表明1倍频/2倍频相位延迟的提取精度优于5％.光强、伴生调幅和角度修正因子的估算精度分别达到0.5％,2.5％和5％,能够满足实际工程应用要求.所研制的光纤水听器解调系统解调结果谐波分量较少,失真小.相比于标准压电水昕器系统,具有很好的线性度.解调系统噪声本底达到- 90 dB/Hz@ 100 Hz和- 95 dB/Hz@1 kHz.10 h连续测试,SINAD方差小于1 dB,THD方差约为2 dB,表明系统具有较好的稳定性.上述技术指标,达到了目前工程应用要求.     

聚氨酯-脲——水声换能器及水听器用新型透声密封材料

几乎所有水声发射器和水听器都采用聚合材料封装。这些覆盖层可使声波穿过时无明显反射、损耗或失真,还可保护水声传感器及电子设备免受物理损坏和海水侵蚀。具有优越声学性能的材料应具有以下主要参数指标:⑴密度和声速接近海水;⑵低机械损耗角正切;⑶中到高剪切损耗角正切;⑷低剪切储能模量;⑸泊松比接近0.50;⑹在研究频率和研究温度内无显著聚合物变化。Division Newport的海军水下作战中心(NUWC)于近期合成了一种新的聚氨酯脲弹性体,用作传感器和水听器的密封材料。这种NUWC XP-1材料,利用异氰酸甲苯酯/聚醚多元醇作基料(分子量约为1500),DMTDA作交联剂或硫化剂。NUWC XP-1在室温下硫化一整夜,达到邵尔A硬度75度。在室温下,XP-1R的声速与海水的非常接近,25℃时的声阻抗为1.71×106瑞耳。NUWC XP-1的水下玻璃化转化温度为-31℃,其动态力学性能使其成为近乎理想的水下传感器/水听器密封材料。将其与几种常用的商业性聚氨酯密封材料比较后(例如中华人民共和国与德索托联合生产的PR-1547、PR-1592;Cyte公司生产的Conathane EN-7)得出结论,NUWC XP-1...