測(cè)量海底沉積物聲學(xué)特性的多種波形聲源開發(fā)與實(shí)驗(yàn).pdf

1、海底沉積物的聲學(xué)特性是研究海洋聲場(chǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是構(gòu)建地聲模型不可缺少的研究?jī)?nèi)容，為海底地質(zhì)分類、海洋資源開發(fā)、國(guó)防安全等提供基礎(chǔ)資料和關(guān)鍵技術(shù)。其中，聲速和聲衰系數(shù)是反映其聲特性的兩個(gè)重要參數(shù)，通過對(duì)它們的測(cè)量，可以判別海底沉積物的物理性質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。
　　當(dāng)前，海底沉積物聲學(xué)特性的測(cè)量以脈沖波透射法為主。這種脈沖波測(cè)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(duì)透射聲波衰減大，采集到的聲波信號(hào)波形不

2、穩(wěn)定，給人工判讀帶來干擾?；谶@種情況，本文引入新的波形測(cè)量方法，并開發(fā)出波形發(fā)生裝置，嘗試多種波形對(duì)沉積物進(jìn)行測(cè)量。
　　論文介紹了海底沉積物的聲學(xué)特性測(cè)量現(xiàn)狀，包括實(shí)驗(yàn)室測(cè)量和原位測(cè)量。在測(cè)量原理方面，在對(duì)傳統(tǒng)脈沖波測(cè)量方法分析的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出對(duì)海底沉積物用連續(xù)波（正弦波、調(diào)幅波）互相關(guān)測(cè)聲速和自相關(guān)測(cè)聲衰減的原理，并給出計(jì)算方法。在測(cè)量裝置開發(fā)方面，信號(hào)板電路、驅(qū)動(dòng)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(jī)程序采用C語言編寫和基于VB的上位機(jī)和單片機(jī)通信設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)波頻率控制以及硬件電路工作模式控制。在項(xiàng)目組前期研究基礎(chǔ)上，搭建了小尺度超聲波探針測(cè)量和聲波信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。最后，驗(yàn)證了多種波形聲源裝置的功能性，檢驗(yàn)了連續(xù)波測(cè)量方法的可行性。通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，初步獲得連續(xù)波測(cè)量海底沉積物聲學(xué)特性實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
　　較之傳統(tǒng)脈沖波測(cè)量法需要人工判讀接收到的波形起跳點(diǎn)，連續(xù)波測(cè)量方法可以應(yīng)用相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)和matlab軟件實(shí)現(xiàn)