聲吶測(cè)深及探魚的原理及應(yīng)用

測(cè)深傳感器的主要原理?

深度傳感器的主要部件是壓電陶瓷元件，該元件將電脈沖轉(zhuǎn)換成聲波，當(dāng)聲波返回時(shí)，壓電陶瓷元件將聲波轉(zhuǎn)換回電能。 壓電元件通常是圓盤形式，但它們也可以是條形或環(huán)形。 傳感器可以包含稱為陣列的一個(gè)元件或連接在一起的一系列元件。 傳感器由六個(gè)獨(dú)立的部件組成：

? 壓電元件或元件陣列
? 外殼
? 聲窗
? 封裝材料
? 吸音材料
? 線纜

傳感器如何測(cè)量水深？

測(cè)深儀能夠測(cè)量出發(fā)射器發(fā)射聲波和接收回波之間的時(shí)間。聲波在水中傳播速度大概1463米/秒(4,800 ft/s)。根據(jù)聲波發(fā)送和接收所用的時(shí)間，乘以聲波在水中的傳輸速度，可以計(jì)算出該物體的距離。測(cè)深儀內(nèi)部信號(hào)處理系統(tǒng)可以直接輸出水深結(jié)果，并提供給客戶。

傳感器如何知道底部形狀?

隨著船在水中移動(dòng)，一些聲波的回聲比其他聲音回波得更快。我們知道所有的聲波在水中以相同的速度行進(jìn)，當(dāng)聲場(chǎng)的一部分中的聲波比另一部分的聲波返回更快時(shí)，這是因?yàn)槁暡ㄌ綔y(cè)到更加到靠近傳感器的位置。 這些更快返回的聲波反映了水下的隆起和凸起。傳感器能夠檢測(cè)底部是軟的還是硬的，甚至可以區(qū)分雜草和巖石，因?yàn)槁暡▽⒁陨晕⒉煌姆绞綇倪@些表面回波。

傳感器如何探測(cè)魚?

傳感器可以探測(cè)魚，因?yàn)樗軌蚋袦y(cè)到魚鰾。幾乎每個(gè)魚都有一個(gè)被稱為鰾的器官，它使得魚容易地適應(yīng)不同深度的水壓。它可以增加或減少氣囊中的氣體量以調(diào)節(jié)魚的浮力。由于氣囊含有氣體，因此與魚的肉和骨以及周圍的水密度大不相同。這種密度差異導(dǎo)致回波的特異性，則可以反映出魚。 傳感器接收回波，并能夠識(shí)別這些差異， 然后顯示出魚。

寬頻與非寬頻

Airmar通過使用的陶瓷材料獲得了的結(jié)果。它允許傳感器在寬范圍的頻率下工作，同時(shí)保持靈敏度。根據(jù)定義，這些寬頻傳感器是低Q設(shè)備（參見“Q”段落）。也就是說，它們表現(xiàn)出非常低的聲音。傳感器與傳感器之間幾乎沒有變化。此外，寬頻傳感器相對(duì)免受老化的影響，因此它們的頻率范圍隨時(shí)間保持穩(wěn)定。

Airmar是推出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的寬頻傳感器的廠家。這是一種現(xiàn)如今能夠提供更好魚類檢測(cè)的技術(shù)，將會(huì)在今后的回聲測(cè)試中繼續(xù)專業(yè)。雖然這些傳感器制造成本更高，但現(xiàn)在和未來的好處確是巨大的。

寬頻傳感器增強(qiáng)了現(xiàn)今魚探市場(chǎng)魚類的探測(cè)能力，它給出更好的定義，使得區(qū)分魚類和魚類之間，以及魚類與底部之間更為容易。

寬頻優(yōu)勢(shì)

大多數(shù)回聲探測(cè)器現(xiàn)在都可以調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率和功率輸出。雖然這些都是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，但這些設(shè)計(jì)是未來事物的前兆。 具有調(diào)整頻率的能力，回聲測(cè)深可以在160 kHz至260 kHz頻段的任何地方操作Airmar的寬頻陶瓷。 通過選擇不同的工作頻率，兩個(gè)或更多的聲波發(fā)射器可以同時(shí)工作而不受干擾。根據(jù)不同的任務(wù)可以調(diào)整不同的工作頻率。降低運(yùn)行頻率可增加波束寬度和深度探測(cè)能力；提高頻率則使波束寬度變窄，增加回聲定義，提高高速性能。

寬頻未來的好處

這才是真正令人興奮的地方！在今天的魚類探測(cè)器中，良好的魚類探測(cè)是通過發(fā)送長(zhǎng)脈沖來獲得的，這給魚類探測(cè)提供了更多的能量。使用長(zhǎng)脈沖，不能夠區(qū)分開來緊密在一起的魚。接近底部的魚經(jīng)常出沒在底部附近，難以或不可能被發(fā)現(xiàn)。

Airmar的寬頻換能器可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻(FM)傳輸，也叫作CHIRP或編碼傳輸。使用FM傳輸，您可以獲得長(zhǎng)脈沖的優(yōu)點(diǎn)，在目標(biāo)上聚集更多的能量，或者使用短脈沖來區(qū)分緊密間隔的魚，以及探測(cè)到底部或接近底部的魚。這是因?yàn)閭鬏數(shù)木幋a是已知的，并且返回的回波也被類似的編碼。該技術(shù)也稱為脈沖壓縮?？傊?，使用FM是未來魚類探測(cè)的方向，將會(huì)大大提高目標(biāo)分辨率和信噪比。 Airmar的寬頻傳感器將使這種情況發(fā)生