測量海底沉積物聲學特性的多種波形聲源開發(fā)與實驗.pdf

1、海底沉積物的聲學特性是研究海洋聲場環(huán)境的基礎數(shù)據(jù)，是構建地聲模型不可缺少的研究內(nèi)容，為海底地質(zhì)分類、海洋資源開發(fā)、國防安全等提供基礎資料和關鍵技術。其中，聲速和聲衰系數(shù)是反映其聲特性的兩個重要參數(shù)，通過對它們的測量，可以判別海底沉積物的物理性質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構特征。
　　當前，海底沉積物聲學特性的測量以脈沖波透射法為主。這種脈沖波測量法，通常需要人工判讀采集到的聲波首波信息。由于沉積物介質(zhì)不均勻，對透射聲波衰減大，采集到的聲波信號波形不

2、穩(wěn)定，給人工判讀帶來干擾。基于這種情況，本文引入新的波形測量方法，并開發(fā)出波形發(fā)生裝置，嘗試多種波形對沉積物進行測量。
　　論文介紹了海底沉積物的聲學特性測量現(xiàn)狀，包括實驗室測量和原位測量。在測量原理方面，在對傳統(tǒng)脈沖波測量方法分析的基礎上，創(chuàng)新性地提出對海底沉積物用連續(xù)波（正弦波、調(diào)幅波）互相關測聲速和自相關測聲衰減的原理，并給出計算方法。在測量裝置開發(fā)方面，信號板電路、驅(qū)動板電路和隔離電源電路組成聲源硬件部分;在軟件方面，單片

3、機程序采用C語言編寫和基于VB的上位機和單片機通信設計，可以實現(xiàn)連續(xù)波頻率控制以及硬件電路工作模式控制。在項目組前期研究基礎上，搭建了小尺度超聲波探針測量和聲波信號采集實驗平臺。最后，驗證了多種波形聲源裝置的功能性，檢驗了連續(xù)波測量方法的可行性。通過對采集的數(shù)據(jù)進行分析，初步獲得連續(xù)波測量海底沉積物聲學特性實驗結(jié)論。
　　較之傳統(tǒng)脈沖波測量法需要人工判讀接收到的波形起跳點，連續(xù)波測量方法可以應用相關計算機技術和matlab軟件實現(xiàn)