由于聲波(bo)在海(hai)水(shui)中傳播的(de)獨特性，在有關海(hai)洋探測(ce)、海(hai)洋開(kai)發中無一不需要(yao)水(shui)聲探測(ce)技術(shu)。隨著海(hai)洋開(kai)發、海(hai)洋資源利用(yong)需求的(de)日益增長，海(hai)洋聲學(xue)、水(shui)聲技術(shu)不僅為軍(jun)事(shi)需求，更(geng)是科(ke)學(xue)研究和探索海(hai)洋的(de)基(ji)本(ben)手段。

　　海洋研究和開發所用的水聲技術，包括回聲探測、被動探測、水聲通訊、聲學釋放器、水聲定位等，下面就針對水下回聲探測以及ATA-L8水聲功率放大器在回聲探測技術中的具體作用來進行詳細(xi)說(shuo)明。

　　回聲(sheng)(sheng)測深是根據(ju)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)在(zai)均勻介質(zhi)中(zhong)將勻速直線傳播和在(zai)不(bu)同介質(zhi)界(jie)面上(shang)將產生反射(she)的(de)(de)原(yuan)理，選擇對水(shui)的(de)(de)穿透能力最佳、頻率(lv)在(zai)1500赫茲附近(jin)的(de)(de)超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)，垂直地(di)向水(shui)底(di)發(fa)射(she)聲(sheng)(sheng)信號，并記錄從(cong)聲(sheng)(sheng)波(bo)發(fa)射(she)至信號由水(shui)底(di)返(fan)回的(de)(de)時間間隔，通過模擬法或(huo)直接(jie)計算而確定(ding)水(shui)深的(de)(de)工作(zuo)。細分它的(de)(de)話(hua)，有(you)以(yi)下幾個具(ju)體應用：

　　⑴回聲測深儀

　　利(li)用(yong)(yong)換(huan)能(neng)器在(zai)(zai)水中發出聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)，當(dang)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)遇到障(zhang)礙物(wu)而反(fan)射回(hui)(hui)(hui)換(huan)能(neng)器時，根據(ju)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)往返的(de)(de)時間和(he)(he)所測(ce)(ce)(ce)水域(yu)中聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)傳(chuan)(chuan)播(bo)的(de)(de)速度(du)，就可(ke)以(yi)(yi)求得障(zhang)礙物(wu)與換(huan)能(neng)器之間的(de)(de)距離。聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)在(zai)(zai)海水中的(de)(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)速度(du)，隨海水的(de)(de)溫(wen)度(du)、鹽度(du)和(he)(he)水中壓強(qiang)而變化。常溫(wen)時海水中的(de)(de)聲(sheng)(sheng)速的(de)(de)典型值為1500米/秒，淡(dan)水中的(de)(de)聲(sheng)(sheng)速為1450米/秒。所以(yi)(yi)在(zai)(zai)使用(yong)(yong)回(hui)(hui)(hui)聲(sheng)(sheng)測(ce)(ce)(ce)深(shen)(shen)(shen)儀(yi)之前，應對儀(yi)器進行率定，計(ji)算值要(yao)加以(yi)(yi)校正。不(bu)同回(hui)(hui)(hui)聲(sheng)(sheng)探測(ce)(ce)(ce)設備(bei)最主(zhu)要(yao)的(de)(de)差別(bie)主(zhu)要(yao)是在(zai)(zai)對回(hui)(hui)(hui)波(bo)(bo)信(xin)號的(de)(de)不(bu)同處理方法上，現代大功率的(de)(de)低頻測(ce)(ce)(ce)深(shen)(shen)(shen)儀(yi)，能(neng)夠測(ce)(ce)(ce)量出最深(shen)(shen)(shen)洋(yang)底的(de)(de)形(xing)狀。多(duo)波(bo)(bo)束測(ce)(ce)(ce)深(shen)(shen)(shen)系統或多(duo)振子的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)深(shen)(shen)(shen)儀(yi)，可(ke)同時獲得多(duo)個(ge)水深(shen)(shen)(shen)點的(de)(de)數據(ju)，采用(yong)(yong)相關軟件能(neng)自動繪(hui)制精細(xi)化的(de)(de)海底地形(xing)圖，也稱海底微地貌(mao)測(ce)(ce)(ce)量。

　　⑵聲(sheng)學多普(pu)勒海流剖面儀（ADCP)

　　聲(sheng)學多普(pu)勒海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)流(liu)剖(pou)面(mian)儀(yi)(yi)（簡稱ADCP)是一(yi)種新型(xing)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)流(liu)測(ce)量(liang)(liang)儀(yi)(yi)器，主要用于(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)流(liu)剖(pou)面(mian)的(de)高精(jing)度測(ce)量(liang)(liang)、海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)深(shen)測(ce)量(liang)(liang)、船(chuan)舶(bo)或(huo)水(shui)下航(hang)行體相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)于(yu)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)底的(de)運動速(su)度測(ce)量(liang)(liang)，測(ce)量(liang)(liang)時不干擾(rao)流(liu)場(chang)，不存在機(ji)械慣性和機(ji)械磨損等問題(ti)，能如實反(fan)映(ying)流(liu)場(chang)的(de)真實結構，被(bei)公(gong)認(ren)為(wei)(wei)(wei)是當今(jin)最主要的(de)測(ce)流(liu)儀(yi)(yi)器。按照(zhao)儀(yi)(yi)器的(de)換(huan)能器陣(zhen)類型(xing)可(ke)分為(wei)(wei)(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)控陣(zhen)ADCP與非相(xiang)(xiang)(xiang)控陣(zhen)ADCP，一(yi)般(ban)高頻采(cai)用非相(xiang)(xiang)(xiang)控陣(zhen)ADCP；按照(zhao)波束(shu)方(fang)向可(ke)分為(wei)(wei)(wei)ADCP和水(shui)平測(ce)流(liu)儀(yi)(yi)；按照(zhao)數據(ju)讀(du)取方(fang)式(shi)(shi)(shi)可(ke)分為(wei)(wei)(wei)直(zhi)讀(du)式(shi)(shi)(shi)和自(zi)容式(shi)(shi)(shi)；按照(zhao)安裝方(fang)式(shi)(shi)(shi)可(ke)分為(wei)(wei)(wei)走(zou)航(hang)式(shi)(shi)(shi)和固(gu)定式(shi)(shi)(shi)；當ADCP用于(yu)測(ce)量(liang)(liang)船(chuan)舶(bo)或(huo)水(shui)下航(hang)行器對(dui)海(hai)(hai)(hai)(hai)(hai)底的(de)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)運動速(su)度時，一(yi)般(ban)稱為(wei)(wei)(wei)計(ji)程儀(yi)(yi)（DVL）。

　　⑶魚探儀

　　由它獲得的(de)(de)(de)魚群回波，可(ke)大致判斷出(chu)(chu)魚群的(de)(de)(de)位置、范圍和密(mi)集程度。魚探儀主要部件換能器可(ke)將(jiang)電子(zi)信(xin)號(hao)轉換成聲(sheng)音脈沖并發射(she)到水(shui)(shui)中(zhong)，聲(sheng)波在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)傳播過(guo)(guo)程中(zhong)遇到障礙物(wu)時，部分聲(sheng)音信(xin)號(hao)反向散射(she)至換能器，如果信(xin)號(hao)水(shui)(shui)平超過(guo)(guo)用戶選擇的(de)(de)(de)閥值，將(jiang)被(bei)換能器接收并轉化(hua)為電子(zi)信(xin)號(hao)通過(guo)(guo)電纜(lan)傳輸(shu)至控制電腦(nao)，生成回波圖。根據(ju)聲(sheng)波發射(she)后收到目標(biao)(biao)回聲(sheng)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)間隔(ge)時間和聲(sheng)波在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)傳播速(su)度，可(ke)測得目標(biao)(biao)所處的(de)(de)(de)位置，對回聲(sheng)信(xin)號(hao)強弱和結構加以分析，可(ke)估算出(chu)(chu)目標(biao)(biao)強度、目標(biao)(biao)數(shu)量(liang)及(ji)分布狀況(kuang)等(deng)。

　　該儀器主要實現對某一(yi)水(shui)域內魚群資源(yuan)的調查和(he)評估，包括：測深(shen)、魚群總量、大小分布、種類(lei)（結合采樣）、單(dan)魚跟(gen)蹤等。用以調查魚類(lei)時，具有速度(du)快、在一(yi)定的時間里做到實時追(zhui)蹤、不給魚類(lei)造成損傷(shang)的特點，所獲(huo)得的數據能夠為進(jin)一(yi)步的研究提供基礎。通常使用的垂直(zhi)魚探儀，可(ke)以探測底層的魚類(lei)；水(shui)平魚探儀則以探測上層和(he)中(zhong)層的魚類(lei)為主。垂直(zhi)魚探儀常用工作頻(pin)率為20～200千赫，探魚深(shen)度(du)可(ke)達1000米。

　　⑷側掃聲吶

　　側(ce)掃(sao)(sao)聲(sheng)(sheng)吶(na)亦稱“旁側(ce)聲(sheng)(sheng)吶(na)”或(huo)“海(hai)底地(di)貌儀”，它利用(yong)回聲(sheng)(sheng)測深原理探測海(hai)底地(di)形地(di)貌及水下(xia)(xia)目標（如沉(chen)(chen)船、巖(yan)礁、沙波、底質類型(xing)分布等）。其換能器陣裝在船殼內(nei)或(huo)拖(tuo)曳體中，走航(hang)時向側(ce)下(xia)(xia)方發射扇(shan)形波束(shu)的聲(sheng)(sheng)脈沖。波束(shu)平面(mian)垂直于航(hang)行方向，沿航(hang)線方向束(shu)寬(kuan)很窄，開角一(yi)般小(xiao)于2°，以保(bao)持(chi)較高分辨率；垂直于航(hang)線方向束(shu)寬(kuan)較寬(kuan)，開角約為20°～60°，以保(bao)證一(yi)定的掃(sao)(sao)描寬(kuan)度。側(ce)掃(sao)(sao)聲(sheng)(sheng)吶(na)依據聲(sheng)(sheng)圖(tu)(tu)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)來判讀(du)水下(xia)(xia)目標特征(zheng)，聲(sheng)(sheng)圖(tu)(tu)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)與其相(xiang)應顯(xian)示的形狀、大小(xiao)、色調(diao)、陰(yin)影(ying)、灰度、紋形、布局和(he)位置(zhi)等特征(zheng)有著密切關(guan)系，包(bao)括目標圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)、海(hai)底地(di)貌圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)、水體圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)和(he)干擾圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)。目標圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)包(bao)括沉(chen)(chen)船、沉(chen)(chen)雷、礁石、海(hai)底管線、魚(yu)群以及水中各種礙(ai)航(hang)物和(he)構筑物的圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)。因(yin)此，可以根據聲(sheng)(sheng)圖(tu)(tu)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)的不同特征(zheng)來判讀(du)水下(xia)(xia)目標的性質及其延伸范圍(wei)。目前，側(ce)掃(sao)(sao)聲(sheng)(sheng)吶(na)在海(hai)洋測量、疏浚(jun)港(gang)口，港(gang)灣工程、錨地(di)勘測、水利勘察、生態(tai)環境調(diao)查(cha)、海(hai)洋調(diao)查(cha)等方面(mian)均(jun)得(de)到(dao)了廣泛應用(yong)，都取得(de)了明顯(xian)的效果。

　　⑸淺地層剖面儀

　　淺(qian)地(di)層(ceng)(ceng)(ceng)剖(pou)(pou)面(mian)儀又稱淺(qian)地(di)層(ceng)(ceng)(ceng)地(di)震剖(pou)(pou)面(mian)儀，是(shi)在超寬頻(pin)海底(di)剖(pou)(pou)面(mian)儀基礎上的(de)改進，是(shi)利(li)(li)用(yong)聲(sheng)波探測(ce)淺(qian)地(di)層(ceng)(ceng)(ceng)剖(pou)(pou)面(mian)結(jie)構(gou)和構(gou)造的(de)儀器設備(bei)，是(shi)基于水(shui)(shui)聲(sheng)學原理(li)的(de)連續走航式(shi)探測(ce)水(shui)(shui)下淺(qian)部地(di)層(ceng)(ceng)(ceng)結(jie)構(gou)和構(gou)造的(de)地(di)球物理(li)方法。淺(qian)地(di)層(ceng)(ceng)(ceng)剖(pou)(pou)面(mian)儀采用(yong)的(de)技術(shu)方法主要包括(kuo)壓(ya)電陶瓷(ci)(ci)式(shi)、聲(sheng)參(can)量(liang)(liang)陣式(shi)、電火(huo)花式(shi)和電磁式(shi)4種(zhong)。其中，壓(ya)電陶瓷(ci)(ci)式(shi)主要分為固定頻(pin)率(lv)和線性調頻(pin)（Chirp）兩種(zhong)；電火(huo)花式(shi)主要利(li)(li)用(yong)高電壓(ya)在海水(shui)(shui)中的(de)放電產生聲(sheng)音原理(li)；電磁式(shi)通常多為各種(zhong)不同類型(xing)的(de)Boomer，穿透(tou)深(shen)度(du)及分辨率(lv)適(shi)中；聲(sheng)參(can)量(liang)(liang)陣式(shi)利(li)(li)用(yong)差頻(pin)原理(li)進行水(shui)(shui)深(shen)測(ce)量(liang)(liang)和淺(qian)地(di)層(ceng)(ceng)(ceng)剖(pou)(pou)面(mian)勘探。

　　淺(qian)地層剖(pou)面(mian)技術利用(yong)聲波(bo)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)介(jie)質中傳播特(te)(te)性的差異，不(bu)(bu)同(tong)介(jie)質界(jie)面(mian)處(chu)(chu)(聲阻抗界(jie)面(mian))會發生反射(she)與(yu)透射(she)，透射(she)波(bo)在(zai)下(xia)一個界(jie)面(mian)處(chu)(chu)繼(ji)續產生反射(she)波(bo)與(yu)透射(she)波(bo)，通過(guo)分析接收記錄反射(she)波(bo)的返(fan)回時間、振幅、頻率等(deng)信息，以(yi)聲學(xue)剖(pou)面(mian)圖(tu)形反映淺(qian)地層組織結(jie)構，并(bing)得到有效穿透地層內的分層底(di)質特(te)(te)征。通常使(shi)用(yong)的聲波(bo)頻率在(zai)幾百Hz到幾十千Hz之(zhi)間，聲波(bo)頻率越高(gao)，地層垂直分辨率越高(gao)，但同(tong)條(tiao)件下(xia)的穿透深(shen)度越小(xiao)。淺(qian)地層剖(pou)面(mian)儀(yi)在(zai)海(hai)洋地質調(diao)查，地球物(wu)理勘(kan)探和(he)海(hai)洋工程，海(hai)洋觀測(ce)，海(hai)底(di)資源勘(kan)探開發，航道(dao)港灣工程，海(hai)底(di)管(guan)線(xian)鋪設等(deng)均得到了廣(guang)泛應用(yong)。

　　⑹水下聲(sheng)學測波儀

　　水(shui)下(xia)聲學測(ce)波儀就(jiu)是(shi)利(li)用置(zhi)于(yu)海(hai)底的(de)聲學換(huan)能器垂(chui)直向(xiang)海(hai)面(mian)(mian)發送聲波，通過接受回(hui)波信(xin)(xin)號，測(ce)定換(huan)能器至(zhi)海(hai)面(mian)(mian)的(de)垂(chui)直距離變化，再換(huan)算為波高變化信(xin)(xin)息；若將ADCP置(zhi)于(yu)海(hai)底，或者安裝在水(shui)下(xia)浮(fu)式構建物(wu)上，從水(shui)下(xia)向(xiang)上看(kan)，就(jiu)可以記(ji)錄(lu)自由表面(mian)(mian)的(de)波動情況(kuang)。優點是(shi)安裝在水(shui)下(xia)或海(hai)底，可避免水(shui)面(mian)(mian)惡劣海(hai)況(kuang)的(de)影響(xiang)，精度高、易操(cao)作；缺點是(shi)受浪花和(he)氣(qi)泡(pao)干擾，測(ce)量破碎(sui)波的(de)準確度受限，尤(you)其在惡劣氣(qi)候和(he)波況(kuang)條件下(xia)，水(shui)汽交界處的(de)邊(bian)界不(bu)十分明顯。

　　上述介(jie)紹(shao)的(de)幾(ji)種水(shui)(shui)(shui)下(xia)回聲(sheng)(sheng)(sheng)探測(ce)方式是(shi)(shi)(shi)目前常見的(de)幾(ji)種，而且(qie)我們不難(nan)發現(xian)，想要搭建這樣的(de)系統，對應的(de)水(shui)(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)(sheng)換能(neng)器以及用(yong)來驅動換能(neng)器的(de)功(gong)(gong)率(lv)放大(da)器是(shi)(shi)(shi)必不可(ke)少(shao)的(de)，ATA-L系列(lie)水(shui)(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)(sheng)功(gong)(gong)率(lv)放大(da)器，最(zui)大(da)輸(shu)(shu)出功(gong)(gong)率(lv)6500VA，帶(dai)寬(kuan)（-3dB）200Hz~120kHz，最(zui)大(da)輸(shu)(shu)出電壓(ya)1200Vrms，寬(kuan)頻帶(dai)+大(da)功(gong)(gong)率(lv)，是(shi)(shi)(shi)專門針對各類水(shui)(shui)(shui)下(xia)水(shui)(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)(sheng)測(ce)試的(de)專用(yong)儀器，無論是(shi)(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)下(xia)回聲(sheng)(sheng)(sheng)探測(ce)、水(shui)(shui)(shui)下(xia)通信、水(shui)(shui)(shui)下(xia)探魚等等，它都(dou)能(neng)配合水(shui)(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)(sheng)換能(neng)器進行完美工作(zuo)。

　　其中ATA-L8水聲功率放(fang)大器是一款理想的單(dan)通道功率放(fang)大器。最大輸(shu)出1020Vrms電(dian)壓，1000VA功率，可驅動(dong)0~100%的阻性(xing)或(huo)非(fei)阻性(xing)負載(zai)。輸(shu)出電(dian)阻匹配多個(ge)檔位可選，客戶可根據測(ce)試(shi)需求調節(jie)。

　　ATA-L8水聲功率放大器

　　帶寬：（-3dB）200Hz~120kHz

　　電壓：1020Vrms

　　功率：1000VA

　　阻(zu)抗：輸出(chu)阻(zu)抗匹配多檔可調

　　顯示(shi)：設備(bei)狀態液(ye)晶動態顯示(shi)

　　保(bao)護：過熱、過載保(bao)護

西安安泰電子是(shi)專(zhuan)業從事功率放大器、高壓(ya)放大(da)器、功率信號(hao)源、前置微小信號放大器、高精度電(dian)(dian)壓源、高精度電(dian)(dian)流源等電(dian)(dian)子測(ce)量(liang)儀器(qi)研(yan)發、生(sheng)產(chan)和銷售的高科技企業(ye)，為(wei)用(yong)戶(hu)提供具(ju)有競爭(zheng)力(li)的測(ce)試方案。Aigtek已經成為(wei)在(zai)業(ye)界擁有廣泛產(chan)品(pin)線，且具(ju)有相當規模的儀器(qi)設(she)備供應(ying)商，樣(yang)機都支(zhi)持免費(fei)試用(yong)。如想了(le)解(jie)更多功(gong)率放(fang)大器(qi)等產(chan)品(pin)，請持續關注(zhu)安(an)泰電(dian)(dian)子官網hkdyw.cn或(huo)撥打029-88865020。