魚探儀

魚探儀，超音波探魚器由顯示主機、超音波感測器及其他配件組成。工作時主要是利用超音波發射、反射和接收的原理。目前國際上套用聲納技術進行魚類資源評估的套用研究己經比較普遍,並且研製了各種形式的數據記錄和處理系統。

基本介紹

• 中文名：魚探儀
• 外文名：Fish detector
• 套用：魚類資源評估、水下探測
• 硬體設備：數據採集儀,矢量水聽器,羅盤
• 矢量水聽器：壓差型和慣性型
• 所屬學科：交通工程

簡介

目前國際上套用聲納技術進行魚類資源評估的套用研究己經比較普遍,並且研製了各種形式的數據記錄和處理系統，本系統採用的硬體設備有數據採集儀,二維壓差式矢量水聽器,機顯示屏,羅盤等。採用微處理機及其接口電路將裝備在漁船上的導航儀器、網位儀、水下環境測量儀器連同魚探儀聲納組成一個統一的系統。

工作原理

超音波探魚器由顯示主機、超音波感測器及其他配件組成。工作時主要是利用超音波發射、反射和接收的原理。

以超音波作為探測手段，必須產生超音波和接收超音波。完成這種功能的裝置就是超音波感測器，習慣上稱為超聲換能器。探魚器工作時首先由超音波感測器發射信號，信號在水域裡傳播。當發射信號碰到不同於水的介質如固體、氣體等（這裡主要是魚群、海底岩石等）時一部分信號會反射回來，反射信號經感測器過濾後輸入至顯示主機里進行分析處理。主機里的微電子處理器對過濾後的信號分析處理後會以直觀的界面顯示分析結果，如水底的構造，水深、魚群位置、魚的大小等。

超音波感測器：是利用超音波的特性研製而成的感測器。由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生超音波，同時接受反射回來的超音波。主要性能指標有工作頻率、工作溫度和靈敏度等。

工作流程

魚探儀依靠聲納可以探測到魚類的存在和方位,深度等依靠羅盤給出水下測量點的羅經方位,溫度,俯仰角；由於聲納的速度感測器接口輸出模擬信號計算機無法接受模擬信號,故此在系統中添加硬體設備數據採集儀,以對探儀輸出的數據進行模數轉換,並暫時地儲存。

計算機每隔一段時間去讀取各設備的測量、探測數據並進行分析和處理,再通過分析處理後的數據,得到結果,最後同時顯示在CRT顯示屏上，可縱觀航行、探測、捕撈的全局,給捕撈作業帶來很大方便。

矢量水聽器

矢量水聽器技術是一種探測水中聲能流方向與強度的新技術,利用矢量水聽器可以獲取水下聲矢量信號,為水下信號檢測提供更豐富的聲場信息。俄羅斯在矢量聲學,矢量水聽器技術及矢量聲納技術方面均處於領先水平。在套用方面,俄羅斯發展了一系列新的測量技術,例如可以利用檢測海洋動力噪聲來測量海浪的傳播方向,利用矢量感測器精細測量深海環境噪聲的垂直指向性等等。俄羅斯利用聯合接收器的底站系統和浮標系統在日本海、庫頁島、堪察加半島以及南中國海等領域的大陸架和深海深處進行了大量的聲強測量,分析的頻帶多在10-1000Hz,研究結果表明,與單水聽器相比,聲強的信噪比可以提高約10-20dB。

為了提高潛艇的隱蔽性,必須降低水下航行輻射噪聲,為使噪聲降低到最低限度,各國都把減振降噪置於重要的位置之上,對於核潛艇和常規潛艇分別實施減振降噪的方案,使潛艇的噪聲水平大大降低,噪聲級基本接近甚至低於三級海況, 隨著減振降噪技術的發展,水下運動目標的輻射噪聲水平不斷下降,對輻射噪聲測試技術提出了新的挑戰,尤其是對低頻輻射噪聲的測試。國內外的研究結果表明,矢量水聽器技術是解決這一問題的有效途徑。在拖線陣中使用矢量水聽器可以改善拖線陣的噪聲抑制能力,消除單次定向中的左右舷模糊問題,切實改善目標定位精度,可以進行水面艦艇和潛艇分類等。

矢量水聽器按其與聲場的相互作用方式可分為壓差型和慣性型。雙聲壓水聽器和外殼靜止型壓力梯度水聽器都屬於壓差式的,壓差式矢量水聽器回響空間兩點位置上的相位差,即是基於相位梯度的測量慣性型矢量水聽器回響其所在位置處質點的矢量信息如位移、振速或加速度,依賴其外殼把聲場質點的孤動複合到敏感元件上,從而引起敏感元件振動,所以慣性型矢量水聽器也稱為同振型矢量水聽器。

顯示屏

陰極射線管簡稱CRT,是大信息量顯示發展歷史最久的顯示器。其特殊的性能和成熟的製造工藝使它一直是顯示技術中的主流產品。近年來,有一種觀點認為,將被平板型顯示器,特別是液晶顯示器所代替。從理論上長遠看雖然是可能的,但在可預見的未來,暫時還看不到這種可能,還沒有任何一種顯示器元件可以全面取代它。首先,它可以用模擬方式驅動,在數字電路全面取代模擬電路以前,這優勢也不會喪失。其次,它的顯示效果極佳,工藝成熟,質量可靠,這也是人所共知的。最重要的是,近年來,通過不斷的自我更新,從不同角度克服了自身的一些弱點,質量、性能不斷提高,使自身的缺點不斷被克服。

魚探儀聲納顯示技術

魚探儀聲納顯示控制台以下簡稱顯控台,是指將魚探儀聲納獲得的各種關於目標的數據信息通過信號處理後,顯示在螢幕上供聲納操作員分析決策,同時也具有接受聲納操作員指令的功能,可以控制聲納的工作狀態。顯控台是聯繫聲納操作員與聲納系統的設備,是人機互動的,設備顯控台在聲納系統的地位十分重要“已經證明”,聲納處理系統的增益最容易在不同的信號處理模組接口處丟失。

隨著數字圖象處理技術的發展,很多學者試圖將圖象處理中的算法套用在聲納顯示處理,例如將圖象處理中常用的“中值濾波”技術使用聲納顯示處理,估計水聽器基陣接收的背景噪聲。

套用

隨著海洋探測開發事業的發展,解決水下目標的感知和傳遞的問題,越來越受到人們的重視。水聲學就是解決海洋中信息的傳遞和處理的科學。水聲學主要研究聲波在水下的輻射、傳播與接收,用以解決與水下目標探測和信息傳輸過程有關的各種聲學問題。作為信息載體的聲波,在海洋中形成聲場的時空結構,成為近代水聲學的基礎研究內容,而提取海洋中聲場信息的時空結構是我們用來進行水下探測、識別、通訊及環境監測等的手段,例如遠距離目標探測海洋資源開發及魚群探測等。不言而喻,這些對於國民經濟國防建設和科學研究等方面都具有重要的意義。