您好,欢迎访问中国科学院声学研究所青岛分所北海研究站网站! 设为首页 | 加入收藏
 
学会简介

理事单位

大事记

理事会

科普

 
站内搜索
关键字:
 
山东声学学会 当前位置:首页 >> 新闻中心 >> 科普
 
探索海洋的耳目——声呐
发布日期:2012-08-18 | 点击:7710 | 【打印】【关闭】
 

水声技术的发展

    水声探测发展的重大推动发生在1912年,英国豪华大客轮“泰坦尼克”号在赴美首航途中撞冰山而沉没。“冰海沉船”引起全世界的注意,1914年第一台回声探测仪成功地在两英里距离上探测到冰山。

    到二十世纪中期,不但有回声探测设备(主动式声呐),还有靠收听舰艇发出的噪声进行探测的被动式声呐、有装在船壳上的大型声呐,也有可以拖曳的拖曳声呐。有直升机用的吊放式声呐,固定翼飞机用的声呐浮标。水下通信、导航都有很大的发展。与此同时,声呐技术也在应用于海洋开发,出现了探测海深的测深仪和鱼群探测仪。

    半个世纪以来,陆续出现了数字化、计算机化、多功能的多种新型声呐。在海洋探测中也出现了一次能测几公里宽、上百个测点的多波束测深仪。高分辨力的合成孔径声呐和多普勒海流剖面仪也有很大进步。利用声波传播和散射情况反演各参数的方法不断发展。

水声在海洋开发中的应用

    海水的温度、盐度分布、流场、海面波浪和海中的内波,对整个海洋的运动变化、海洋生物的情况以及地球气候的影响都极大。要观察海洋深处的流速和温度就要使用声学方法。

    在海水流速测量中,使用多普勒流速剖面仪(ADCP),只要发一个脉冲,就可以马上得到上百个深度的流速。使用声学相关流速剖面仪(ACCP),可以通过接受反射回来的声脉冲,与发射的脉冲信号求相关,可以测得更深处的海水流速。

    海深的观测是海上行动的基础。使用多波束测深仪,在船航行时向下发出与航向垂直的扇形波束,发一个脉冲就可以得到一百多个深度数据,这些数据可以直接得出海图,比以前的海图测点密度提高两个数量级。用这种测深仪发现了不少新的海底山和海沟。

    在船航行时,利用侧扫声呐,向舷侧发出声波,利用回波强弱就可以得出该地域的地貌声图。侧扫声呐发现了不少沉船、飞机残骸、礁石等,泰坦尼克号沉船就是首先被侧扫声呐发现的。

    不论筑海堤或在海中修筑石油平台,都要对几米至十几米深的海底底质情况有所了解。使用浅地层剖面仪,可以垂直向海底发出低频(几百到几千赫)声波,再接收海底各分层界面反射回来的声波,可以对浅地层有较好的了解。

    深地层的探测对海底结构、板块理论等有重要意义,对海洋油气的探测也是重要的手段。为了探测更深的地层,要使用更低的频率和更大的功率——如炸药——作为声源,在信号接收船后拖一条或几条长达几千米的中性电缆,电缆中装有许多水听器,接受由海底各分层反射回来的信号,经过复杂的信号处理,得出各层的剖面。

    目前海中有许多工程设施,如海底电缆、海底输油管线、海中平台、水下储油罐等设施。这些设备需要经常的观测和检查,以免造成污染和损失。为此研究人员研制了分辨能力很高的彩色成像声呐,装在水下机器人上,声呐观测到的图像,用电缆传到船上。

 

Copyright 2012 中国科学院声学研究所青岛分所北海研究站 版权所有 鲁ICP备12026733号
地址:青岛市高新区汇智桥路96号 电话:0532-66071999 传真:0532-66071999
技术支持:立天网络