动态电源管理技术在深海内波声学实时探测系统中的应用

主要介绍动态电源管理技术,并结合深海内波声学实时探测系统的实际应用环境和用途,使用低功耗的电子元器件和高效率的电源转换模块,改变功放电路和信号处理部分的供电方式,对其进行动态电源管理,通过降低整机空闲状态的功耗来达到降低整机平均功耗的目的,最终实现深海内波声学实时探测系统低功耗工作。     

中国科学院声学研究所首次实现我国深海潜标数据无线实时传输

正2017年1月2日,随着"科学"号综合科考船驶入青岛市黄岛区薛家岛码头,中国科学院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"2016年科考航次圆满结束。在本航次中,中国科学院声学研究所(简称:中科院声学所)研制的水声通信设备成功实现了赤道深海潜标观测数据无线实时传输,该设备的成功应用是本航次取得所有成果中的最大亮点。     

基于GPRS的嵌入式声学探测系统设计与实现

设计了一种新型的基于GPRS无线数据传输的嵌入式声学探测系统,介绍了它的软硬件设计细节。样机试验表明整个系统的功能较完备,性能稳定,工作安全可靠,达到了预期的实时声目标数据的采集和传输的目的。     

南海深海体积混响及散射特性试验研究

深海中存在着众多的不均匀"水团"、分层、深海生物圈以及海底逸出气泡等,这些散射体对入射声信号的散射构成了深海体积混响。通过测量获取深海水体散射目标的散射强度,研究不同海区不同时间的体积混响,对进一步认识深海声学特性具有重要的作用,也有助于主动声呐系统的性能预报。从深海中的主要散射体的组成、分类及其特征出发,介绍了一种深海体积混响及散射特性的研究方法。通过垂直向下发射窄波束测量各个深度层上的散射强度,用直观的声学图像显示强度值。构建试验系统在南海进行了深海试验,通过处理和分析测量数据发现,深度100 m以内的鱼类和处于深海散射层的海洋生物是深海体积混响的主要贡献者。     

“蛟龙”号载人潜水器控制与声学系统研究团队荣获全国专业技术人才先进集体荣誉称号

<正>2014年,"蛟龙"号载人潜水器控制与声学系统荣获全国专业技术人才先进集体荣誉称号。"蛟龙"号载人潜水器在2012年海试中下潜深度达到7062米,创造了作业型载人潜水器下潜深度新的世界纪录,使我国成为世界上第五个掌握大深度载人深潜技术的国家,标志着我国载人深潜技术达到了国际先进水平,大大提高了我国深海科学考察和深海资源勘探能力。"蛟龙"号载人潜水器包括结构、控制、声学等多个系统,控制与声学系统是"蛟龙"号载人潜水器的核心部分。中国     

圆柱形声学共鸣腔特征长度的精密计量

声学共鸣腔特征长度是声学法测量玻尔兹曼常数的一个重要参数,其测量不确定度的量值直接影响着玻尔兹曼常数k的不确定度大小。介绍了研制的高精度圆柱形声学共鸣腔特征长度测量系统,阐述了其中的关键技术,实现了对测量结果进行环境参数的实时修正。测试数据表明,该测量系统对圆柱形声学共鸣腔特征长度的测量不确定度为0.60μm,3次测量标准差为0.20μm。     

日本研制出多窄波束测深装置

日本古野电气株式会社为深海载人潜水调查船“深梅6500系统”的支援母船“横须贺”号开发了HS-10型多窄波束测深装置。它是为保证“深海6500系统”安全、有效的作业而进行事前海洋调查的不可缺少的支援系统,也是世界上唯一的能实时提供深海信息的系统。     

深水换能器现状及展望

国家近年来加强了对深海声学系统的应用研究,而深水水声换能器为深海科学研究提供技术支撑。为了对深水换能器的材料特性、耐压结构设计、在深水环境下发射性能和接收性能的测试手段能够深入了解,特别介绍了美国及中国深水换能器发展现状,并提出开展耐高静压换能器有源材料、耐高静压水声无源材料、换能器耐压结构和工艺、高静水压测量技术等方面的研究。     

中国科学院声学研究所勇探“中国深度”

近期,中国大洋矿产资源研究开发协会在无锡组织召开"蛟龙"号载人潜水器子课题验收会。验收专家组一致认为由中科院声学研究所自行设计、自主研制的声学系统已在海上试验中得到了充分考核,各项性能指标满足合同规定的要求,同意通过子课题验收。自2002年6月12日科技部正式启动"7000m载人潜水器"重大专项以来,经过10年的研制与试验,这台名为"蛟龙"的7000m级载人潜水器表现出色,最大下潜深度达到7062m,创造了同类载人潜水器深潜作业的新纪录,使我国成为世界上第5个掌握大深度载人深潜的国家。7000m海试的成功,意味着我国具备了在占世界海洋面积99.8%的海域进行科学研究和资源调查的能力,圆了我国进军深海科考的梦想。     

深海海底边界层原位监测硬件系统设计

硬件系统是深海海底边界层原位监测系统的核心基础。系统以ARM9为硬件核心,MSP430单片机为辅助,Linux2.6.30为软件平台,集成8台深海仪器,提供实时,稳定,自动化的数据采集与控制。本文详细介绍了嵌入式系统软件平台的搭建,以及如何实现自动挂载SD卡,深海海底边界层原位监测程序的自启动以及FTP服务器的搭建。     

新型的炉膛温度场测量技术

本文介绍了一种新型的非接触温度场测量方法-声学法．详细阐述了声学法测量的优越性、基本原理以及基于声学法的炉内实时监测系统构成,并且分析了影响该方法测量精度的因素。     

声学实时分析仪校准方案的探讨

声学实时分析仪器在声学测试和计量领域的应用日益广泛。对现有的涉及声学实时分析仪功能模块的相关规范进行对照分析,在此基础上结合声学实时分析仪自身的特点提出声学实时分析仪通用校准的具体方法,为声学计量工作者的实际工作提供参考。     

深海水下技术装备发展研究

深海水下技术装备是认知深海、开发深海资源以及保护海洋生态的关键,拓展深海新空间面临复杂多变的环境挑战,亟需高水平的深海水下技术装备作支撑。本文立足我国海洋强国建设的发展实际,分析了深海水下技术装备的体系构成和发展需求,从深海观测/探测与感知系统、水下施工作业装备、深海水下油气生产系统、深海矿产资源开发装备4个方面出发,梳理了国外深海水下技术装备的发展现状和趋势。在此基础上,总结了我国深海水下技术装备研制的发展现状,分析了发展面临的工程挑战,剖析了相关关键技术装备体系和关键物理–力学机制,概括了深海水下技术装备的典型装备代表和装备图谱,凝练了我国深海水下技术装备的共性关键技术,涵盖智能化与自动化技术、精密元器件加工制造技术、高精度定位导航、高速率通信技术、大系统力学计算与分析和跨尺度工程设计方法与技术等方面。为实现我国深海水下技术装备的高质量发展,研究建议：加强深海水下工程技术发展的顶层设计,推动构建共性关键技术协作体系;增强我国深海水下技术规范和标准的行业影响力,大力开拓国际市场;高质量推进兼容通用的平台建设;注重培养深海水下工程科技创新人才,为加速实现海洋科技产业高水平发展提供支撑。     

艇载增强型光电探测系统设计与实现

以无人飞艇为空中载体的光电探测系统可实时对地面敏感地区进行长时间大范围监视和小目标跟踪,特别适合抗震救灾等特定重大任务.本文采用两轴双框架结构,三环控制方法,并加入双GPS信息,设计一种基于艇载的增强型光电探测系统,详细阐述了该系统的结构设计,功能划分,控制系统以及软硬件设计方法.通过系统指标测试与实际飞行实验,验证了该系统的正确性和可靠性.     

水声对抗声学仿真系统关键技术

水声对抗声学仿真技术以其对水下作战环境及参战实体主要声学过程的高逼真度模拟,已经成为研究水下武器系统战技术性能、使用策略以及进行试验方案论证的重要技术手段。在对水下作战环境及其声学过程进行深入分析的基础上,提出了水声对抗声学仿真系统中数据交互、信号生成等关键技术的设计方案,给出了主要声学信号的数学模型,并对水声对抗过程进行了仿真。仿真结果表明该方案在保证仿真精度的基础上能显著提高仿真的实时性。     

深海生态过程长期定点观测系统研发及冷泉区科考应用

冷泉和热液是深海海洋系统的重要组成部分,因其自身的特殊性质引起海底地形、理化因子的剧烈变化,进而影响海洋动力、热力等过程,并孕育了独特的生态系统。针对冷泉和热液生态系统科学研究中长时间连续定点观测的实际需求,自主研制了深海生态过程长期定点观测系统("冷泉"号着陆器),突破了多传感器同步观测和长期观测能源分配优化策略两项关键技术。本文介绍了"冷泉"号着陆器在深海冷泉区开展的科学应用情况,验证了"冷泉"号着陆器于深海冷泉区长期定点观测技术的可行性、有效性及其对冷泉生态系统的适用性,并取得了多项科考成果。     

一种深水宽带换能器

深海潜水器是支撑探查和开发深海资源、开展深海科学研究、进行深海工程作业的重要装备,作为深海潜水器上的重要部件,可在超深水工作的声学换能器具有广泛的应用前景。介绍了一种深水宽带换能器的设计方法,采用纵弯换能器,该型换能器利用纵向振动和前盖板弯曲振动相互耦合,具有宽带工作的特点;换能器封装在带有压力平衡装置的耐压外壳中,耐压外壳采用钛合金材料,外壳及换能器内部充有硅油。实际测试表明,换能器最大工作深度可达7000 m,最大声源级大于195 dB,工作频段7~15 kHz,覆盖了深海探测领域常用的频段,具有良好的适应性和广泛的应用前景。     

低噪声触针式表面粗糙度探测系统及测量不确定度分析

为了提升现有触针式表面粗糙度测量仪的计量能力,从降低仪器噪声水平的角度出发,研制了具有低噪声、无阿贝误差特性的触针式表面粗糙度探测系统。该系统采用样品扫描的方式进行接触测量,利用高精度电容传感器对触针的垂直运动进行实时测量,从而表征被测物的真实微观表面,实现了纳米尺度测量下的低噪声水平。系统使用校准触针式表面粗糙度测量仪的标准样板进行R_a测量和不确定度评估,结果表明：对Type C3标准样板测量的扩展不确定度U=2.8 nm(k=2)。     

拖曳式水下运载器收放系统技术研究

介绍了自制的拖曳式水下运载器（TUV）收放系统技术,包括流线型拖缆的排缆技术、收放技术和排多层流线型拖缆的智能绞车。这些收放技术可为深海工作的拖曳式水下运载器和拖曳声呐的收放系统研制提供有益参考。     

高分辨率声成像实时监视系统在电厂灰坑中的应用

本文介绍了一种二维机械偏转的高分辨率声成像实时监视系统的原理、技术及系统实现.在盛有水介质的一定大小的容器中,对容器底部的沉淀物进行实时的三维声成像,实现利用声学技术与原理实时观察水下沉淀物的堆积形状及分布.