聲速剖面儀校準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、由于光波、電磁波等在水中無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，因此在深海中開(kāi)展探測(cè)、定位、導(dǎo)航、通訊以及內(nèi)陸河道測(cè)量等活動(dòng)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(cè)深儀、側(cè)掃聲吶等儀器測(cè)量數(shù)據(jù)需要根據(jù)實(shí)時(shí)聲速值進(jìn)行改正。目前，對(duì)水聲速值的測(cè)量主要通過(guò)聲速儀直接測(cè)量或者根據(jù)溫度、鹽度、壓力數(shù)據(jù)間接計(jì)算。聲速儀需依據(jù)已有觀察數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算數(shù)據(jù)完成儀器標(biāo)定，間接計(jì)算聲速值則是將溫鹽深實(shí)時(shí)觀察數(shù)值代入經(jīng)驗(yàn)公式求得。目前各國(guó)及各

2、聲速儀廠家所使用的經(jīng)驗(yàn)公式眾多且相互之間存在一定的偏差，不能滿足對(duì)水聲速值精確度的要求。因此，研究新的聲速值測(cè)量方法以及聲速儀的校準(zhǔn)技術(shù)對(duì)聲吶儀器測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確改正具有至關(guān)重要的作用。
　　本文開(kāi)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(lì)源信號(hào)下的振動(dòng)及衰減模型；分析牛頓流體中的粘性耗散及熱傳導(dǎo)及對(duì)聲波的影響；研究聲波衍射效應(yīng)對(duì)傳播時(shí)間的影響，并建立衍射效應(yīng)修正值計(jì)算式。
　　2.

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