利用VI改造水声换能器测试系统

针对传统水声换能器测试中存在的问题．提出了一种利用虚拟仪器技术,通过计算机的控制实现换能器自动测试的方案。该方案在提高了换能器测试准确度的同时．也大大地提高了测试效率,将测试人员从繁杂的估算、记录中解脱出来。     

水声传感器自动测试位移机构设计

在水声传感器研制过程和实际装机应用之前,需进行大量的试验来测试其性能及可靠性。根据水声传感器的性能测试需求,设计了能够搭载水声传感器进行水下测试的五自由度精密位移试验台,实现传感器在试验水槽内三个直线方向和两个回转角度方向上位置的全覆盖,并提出了一种可以快速检测梯形丝杠螺母传动回程误差的工程测量方法,通过软件补偿的方法来克服回程误差,实现机构运动的准确定位,满足了低成本模式下多自由度精密定位需求。最终,应用激光跟踪仪对试验设备进行了误差检测,保证测试过程中传感器相对位置的准确性。     

低频水声声压校准测试系统的设计

水声声压是声学测量中应用最广泛的参数，对声压的测量又是通过测量水听器的声压灵敏度来完成的。声学计量检定系统中对低频水声声压灵敏度的校准有多种方法，应用振动液柱法校准低频水听器的声压灵敏度是常用方法之一。伴随着新型器件、新材料和数据采集器的应用，笔者根据振动液柱法的数学模型，初步设计了一套测试系统。本文给出测试系统实现原理和系统框图，并对其不确定度进行了分析评定，同时给出测试系统能达到的技术指标。     

爆炸冲击波超压测试系统开发

为了准确测试炸药在空气中爆炸和地下巷道爆破产生的冲击波传播规律,开发了基于虚拟仪器技术的爆炸冲击波测试系统.传感器采用瑞士Kistler公司的211M0160压电石英低阻型压力传感器,信号调理采用瑞士Kistler公司的5134B型信调仪,采集系统采用NI公司USB-6356高速同步数据采集卡,供电系统采用蓄电池通过逆变器转化为220 V交流电源供电,构建了野外爆炸冲击波测试系统,基于Lab VIEW8.5编写了爆炸冲击波超压测试软件.测试了以0.5 kg TNT为主的起爆具炸药在空中爆炸冲击波传播规律,通过试验验证了组建的冲击波爆炸测试系统能够满足炸药爆炸冲击波测试的测试要求,为研究炸药空中爆炸、巷道爆炸、巷道爆破冲击波提供了仪器设备.     

多通道水声自动化测试系统的研制

本文论述一种为水下电声换能器参数测试而设计并研制的多通道水声自动化测试系统（以下简称多通道ＳＺＣ系统）的设计方法和工作原理。     

水声材料声脉冲管测试系统软件的设计与实现

介绍了面向对象方法在测量软件开发中的运用。重点描述了使用UML（统一建模语言）进行系统分析与设计的过程。利用UML设计开发的水声材料声脉冲管测试系统软件，能够实现仪器控制、信号采集、实时处理和声学参数计算以及结果输出等功能。     

航天器包装箱振动测试系统

充分利用虚拟仪器在振动测试领域的优势,结合三维加速度传感器研发出航天器包装箱振动测试系统,缩短了开发周期,节约了测试成本,实现了长时间实时数据采集并存储,即时显示加速度波形,并根据信号处理的基本原理,对数据进行频谱分析、关键点高亮显示、极值检索、有效值分析、减振效果分析;对采集后的数据加速数据流回放,生成极值、有效值、减振效果报表、打印等功能。     

低频水声计量校准方案实现

为解决水声测量设备（水听器、换能器）低频段的量值传递问题,利用振动液柱法建立水声低频校准装置是可行方案。本文在分析一维声传输线分析理论基础上,得出当校准信号频率甚低时,声压灵敏度等同于自由场电压灵敏度,在此基础上建立的频率范围在20Hz～2kHz的低频水声计量校准方案,其核心控制单元为基于国防专利技术研制的振动液柱校准控制仪,本文介绍了低频水声计量校准方案的系统组成,给出了标准振动台及控制仪的设计方案,成功解决了低频水声信号的低频滤波、小信号采集、小失真功率放大等棘手问题,实现了低频水声声压灵敏度参数的自动化计量测试。     

便携式雷达测试系统

本系统以便携工业控制计算机为平台,内插自研的微波信号源卡、功率计卡、噪声系数测试卡和示波器卡、多用表卡,同时配以雷达故障诊断专家知识库,构成测试诊断系统.可用于完成雷达性能测试、单元级故障诊断,具有体积小、重量轻、通用性及成本低等特点,已在装备运行保障中使用.     

虚拟仪器技术在水声材料隔声测试中的应用研究

对虚拟仪器技术的含义、优势、发展概况及应用程度等作了介绍，并基于B＆K PULSE系统，对虚拟仪器技术在水声材料隔声测试中的应用开展了实验研究。虚拟仪器技术的使用，极大地提高了测试精度和测试效率，为未来声学测试的发展指明了方向。与其他应用领域一样，在声学测试领域，虚拟仪器技术同样具有非常广泛的应用前景和发展潜力。     

一个基于FPGA的低复杂度水声直扩系统设计

基于现场可编程门阵列(FPGA),设计并实现了一个低复杂度的支持码分多址接入(CDMA)机制的水声直接序列扩频(UDSSS)通信系统--UADSSS/CDMA,给出了系统的整体设计和信道编码电路、信号捕获电路的详细设计.信道编码采用规则重复累积(RA)码,解码迭代算法采用低复杂度的最小和算法,给出了一种快速运算的电路设计;信号捕获电路采用延迟相关捕获算法,给出了一种低复杂度的基于流水线结构的电路设计.进行了水声试验平台测试、湖试、海试等性能测试,结果表明,系统在抑制多径干扰和支持多用户通信方面具有良好的性能:试验平台测试显示,单用户通信的误码率为10-4数量级,存在两个用户干扰的误码率为10-3数量级;湖试显示,零误码的数据包为74.8%;海试显示,零误码的数据包为34.4%.     

应答器发射与控制电路的设计与实现

应答器通常在水下测量、定位与导航等领域发挥着不可或缺的作用,针对某项目对水下测量用应答器在长效性、实时控制等方面的需求,设计了应答器的发射与控制电路。发射电路采用集成音频功率放大器TAS5412作为主体电路,并结合换能器的阻抗特性以及调谐匹配方法,实现宽带高效匹配;通过单片机以及I2C总线对发射机的工作状态进行控制。该应答器既可根据遥控指令与参数,选择预存信号波形进行应答,也可以实时计算应答的信号波形,使用灵活方便,应答声源级可控。湖上和海上试验的结果表明,该应答器发射与控制电路工作稳定可靠,满足长效使用的工程应用需求。     

一种能量高效的水下传感器网络路由协议

水下传感器网络的应用特点,使得高效利用网络节点能量、延长网络生存期成为水下传感器网络路由协议的一个显著特征。在目的节点序列距离矢量DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)路由协议和基于最小代价场路由协议的基础上,提出了一种延长网络寿命的路由算法。该协议通过均衡每个网络节点的能量消耗,来达到延长整个网络生存期的目的,并进行仿真论证,仿真结果表明提出的这个路由协议相对于DSDV,网络生存时间延长了大约10%。     

基于位置信息的水声传感器网络路由协议

由于水下环境与地面环境不同,无线传感器网络中的协议不能直接应用于水下传感器网络中。针对水下环境的特点,提出了一种适用于水下传感器网络的路由协议。它是一种可扩展的、能量高效的路由协议。仿真结果显示:网络节点的移动速率不是很大时,该协议具有能量利用率高、数据传输成功率高和传输延时低等优点。     

水下双工语音通信系统的设计与实现

蛙人语音通信是水声领域研究的热点问题。利用多帧联合处理以及矢量量化技术实现了1.2kbps 速率的混合激励线性预测语音压缩编码,为适应水声信道的特点,采用正交频分复用技术对信源进行调制,并加入了同步、信道估计、RS纠错码等相关技术,以TMS320DM642和TLV320AIC23B等芯片为核心搭建硬件平台,设计并实现了一套水下实时双工语音通信系统。水池试验表明,在20 m距离上,合成语音清晰连贯并可分辨出说话人为谁,系统性能稳定。     

水下滑翔机声学测量系统的低功耗采集存储系统设计

用水下滑翔机进行海洋噪声测量是噪声测量的一种新手段,与以前的海洋调查船和潜标相比,它具有自动化程度高、效率高和成本低等优点.为了实现以水下滑翔机为平台的海洋噪声测量,开发了一种集主控、采集和存贮为一体的噪声测量软硬件系统.该测量系统采用了低功耗的采集存储系统.海上试验结果表明,所研制的噪声测量系统具有功耗低、存储方便等...     

嵌入式便携声阻抗重建系统的设计与实现

材料或构件的声阻抗是超声无损检测和评价技术应用的一个重要参数,对层状材料,在胶接接点的粘接情况和连接强度的检测、包括碳纤维复合材料在内的薄层材料弹性强度的测量、复合材料缺陷的确定等方面具有重要的应用价值,如何精确地重建待检材料或构件的声阻抗已成为这些应用的成败关键之一。为达到实时、在线和精确地重建声阻抗的目的,根据信息技术、计算机技术和微电子技术的最新研究成果,采用DSP和ARM芯片作为中心测控单元,实现了一种嵌入式便携声阻抗重建系统。在对该系统的总体结构、软硬件设计和功能特点等介绍的基础上,重点对系统的关键模块,如超声波发射与接收、高速A/D、模块通讯机制等进行阐述和设计。实际应用表明,该系统在实时性、可靠性、精确性以及后续功能扩充方面具有明显的特点。     

Design and implementation of a portable computerized axial tomography system for field use

A prototype, portable computerized axial tomography (CAT) scanner for in-field use has been designed, built and tested by researchers at the University of Missouri — Columbia. The device weighs 24 kg (53 lbs), is battery-powdered (providing eight hours of use without recharge), and fits into two small suitcases. A typical scan provides a low resolution (1.0 cm) image of an object 30 cm (12 in.) in diameter with a density of 0.65 g/cm³ in eight minutes of imaging and data reconstruction time. The resulting image is displayed in the field on the system's portable computer system.     

水声传感网中的高效调制解调器的设计

为适应水声传感网络节点密集、规模大、工作时间长的特点,提出了一种具有小体积、低成本、低功耗等特点的水声调制解调器。采用数字幅度调制2ASK调制解调方式,硬件使用低功耗设计方案,电池供电,使用市场上量产的收发一体式小型水声换能器,使功耗和成本得到大幅度降低。经实际测试,整机最大功耗为90 mW,数据传输速率为2kbps,具备代替市场上昂贵水声调制解调器的潜力,在水声传感网技术中有良好的应用前景。     

基于NI-CompactRIO平台的水声信号参数估计技术实现

通过对水声信号进行参数估计可以获得信号的频率、制式和周期等参数信息,传统的水声信号参数估计的实现方法过程繁琐,工作量大,开发周期长且可靠性较低。采用美国国家仪器公司最新推出具有高实时性的嵌入式控制和采集平台NI-CompactRIO以及Labview图形化开发环境,在该平台上实现了谱线比值法测频、信号转发和匹配滤波三种参数估计算法,提高可靠性的同时也缩短了开发周期。