聲速剖面儀校準關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、由于光波、電磁波等在水中無法進行遠距離傳播，因此在深海中開展探測、定位、導(dǎo)航、通訊以及內(nèi)陸河道測量等活動中均使用聲吶儀器完成。水中聲速隨環(huán)境溫度、鹽度以及壓力的變化而變化，因此測深儀、側(cè)掃聲吶等儀器測量數(shù)據(jù)需要根據(jù)實時聲速值進行改正。目前，對水聲速值的測量主要通過聲速儀直接測量或者根據(jù)溫度、鹽度、壓力數(shù)據(jù)間接計算。聲速儀需依據(jù)已有觀察數(shù)據(jù)或經(jīng)驗公式計算數(shù)據(jù)完成儀器標(biāo)定，間接計算聲速值則是將溫鹽深實時觀察數(shù)值代入經(jīng)驗公式求得。目前各國及各

2、聲速儀廠家所使用的經(jīng)驗公式眾多且相互之間存在一定的偏差，不能滿足對水聲速值精確度的要求。因此，研究新的聲速值測量方法以及聲速儀的校準技術(shù)對聲吶儀器測量數(shù)據(jù)的準確改正具有至關(guān)重要的作用。
　　本文開展的研究主要有：
　　1.研究超聲波在流體介質(zhì)中的傳播規(guī)律，建立換能器在不同激勵源信號下的振動及衰減模型；分析牛頓流體中的粘性耗散及熱傳導(dǎo)及對聲波的影響；研究聲波衍射效應(yīng)對傳播時間的影響，并建立衍射效應(yīng)修正值計算式。
　　2.

3、分析時間間隔測量方法，研制基于延遲線內(nèi)插法的時間間隔測量電路，與雙光束平面鏡干涉儀、精密電控位移平臺等構(gòu)建了常壓下水聲速絕對測量系統(tǒng)；通過對雙光束平面鏡干涉儀測量原理的分析，建立超聲波飛行距離差的絕對測量模型；根據(jù)所測量的飛行時間差及衍射修正模型、飛行距離差及其修正模型計算水聲速值，實現(xiàn)在常壓下流體聲速的絕對測量，并進行相應(yīng)的不確定度分析。
　　3.分析壓電材料特性，設(shè)計X-cut石英晶體壓電換能器，在正弦信號激勵下其振動服從高斯