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聲波儀的性能測試

聲波儀是海底沉積物聲學參數測量的關鍵設 備，聲學換能器內部元件老化以及長期接觸含有鹽 分的海底沉積物發生腐蝕損壞等，降低了測量精度 甚至發生較大的誤差。因此，每次測量前都需要測 試及校正。聲速校正通常采用測量標準樣塊聲速進 行判別，但是采用主頻特征的測量方法鮮有報道。 Hamilton[6] 、Stoll[7] 等許多研究者發現海底沉積物的 聲衰減與聲波探測頻率存在明顯的相關關系，陶春 輝等[8] 研究表明在20kHz~100kHz 頻率段測量存在 頻散現象，因此測量沉積物聲學參數時，必須確定 聲學測量儀器的主頻。

基于頻譜分析技術，采用以下兩個步驟對聲學 換能器進行檢測：

(1)將發射和接收換能器耦合對接在一起，測出 聲波圖，進行頻譜分析，得出其主頻和頻寬，與參 考主頻和頻寬進行比較，判斷主頻性能；
(2)將發射和接收換能器在空氣中相距0.05m， 測出聲波圖，進行頻譜分析，得出其主頻和頻寬以 及幅值，與參考主頻和頻寬的幅值進行比較，判斷 主頻幅值性能。
對湘潭天鴻電子研究所研制的型聲波儀 測量數據進行了頻譜分析如下：按步驟(1)進行測 量，2007 年6 月12 日測得的數據主要能量集中在35.156kHz 主頻(圖1 中實線)、34.307kHz~37.791kHz 的-3dB 頻帶內，頻帶與參考頻帶(2006 年8 月18 日測量)基本相同，判斷頻率特征基本良好。
按步驟(2)進行測量，幅值出現差異(如圖2)， 2007 年6 月12 日測得的主頻能量比2006 年8 月 18 日的減少很多。結合對接測試時幅值降低現象， 判斷有必要對聲波儀進行檢修，經檢修發現是聲學 換能器接線存在松弛現象。
圖1 聲學換能器對接性能測試頻譜
圖2 聲學換能器間隔0.05m 性能測試頻譜

多功能聲波檢測儀

DB-4D型

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海底沉積物聲學測量中頻譜分析方法應用研究　另存為下載　文章應用本所DB系列