基于時間飛躍法的聲速剖面儀的研制.pdf

1、在當(dāng)前世界范圍內(nèi)的海洋大開發(fā)背景下，我國作為一個海洋大國，對于海洋領(lǐng)域的觀測、研究設(shè)備的需求越來越迫切，其中，海洋聲納設(shè)備作為十分重要的領(lǐng)域更為受到重視，其在國防、科研和漁業(yè)等領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛。這些設(shè)備的精確與否受到海水中聲速、溫度和深度等條件的影響，因此，實(shí)時獲取海水剖面的各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯得十分重要。
　　本文的研究目的是完成一套基于時間飛躍法（Time of Flight，TOF）的高精度聲速剖面儀，其中主體是聲速測量部分，溫深（溫度

2、、深度）數(shù)據(jù)則通過獨(dú)立模塊進(jìn)行采集。該剖面儀能夠?qū)Σ煌Ｓ虻钠拭鏀?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時分析和測量，最終得到該海域的聲速，溫度以及深度數(shù)據(jù)。本文在考慮了各種聲速的測量方法后，選擇了利用STM32F407作為主要芯片配合高速AD采樣得到測量數(shù)據(jù)，利用時間飛躍的原理最終得到海水中聲音的傳播速度。
　　論文中所涉及的工作主要包含以下幾個方面：
　?。?）分析影響聲音在海水中傳播的因素，綜合國內(nèi)外海水聲速測量的研究現(xiàn)狀，對比各個方法的利弊，提出

3、基于時間飛躍法的聲速測量方法。
　　（2）根據(jù)時間飛躍法測量超聲波傳播時間的原理，設(shè)計了基于STM32F407內(nèi)核以及 ADS901高速AD采集芯片的海水聲速測量的硬件系統(tǒng)，通過調(diào)試與整理，實(shí)現(xiàn)對海水中聲速的高精度測量。同時設(shè)計了基于ATmega64內(nèi)核的溫深測量模塊，最終完善聲速剖面儀的整體硬件設(shè)計。
　?。?）完成系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計，其中包括對聲速模塊和溫深模塊的時序及使能控制，模塊間通信，剖面儀與上位機(jī)間的通信，以及聲