1. 海洋聲學(xué)探測技術(shù)
海洋研究和開發(fā)所用的水聲技術(shù),如回聲探測,、被動探測,、水聲通訊,、水聲遙測和水聲遙控等。 回聲探測 利用一組換能器發(fā)射聲信號,,通過另一組換能器接收從目標(biāo)反射的回聲信號,,再由處理后的信號判斷目標(biāo)的參數(shù)和性質(zhì)。 回聲測深儀 它向海底發(fā)射一束較窄的聲脈沖,,測量此信號由海底反射并回到水聽器的時間,,在聲速已知的條件下,就可測出船只所在處的水深?,F(xiàn)代大功率的測深儀,,能夠描繪出最深洋底的形狀。多波束式或多振子的測深儀,可同時獲得多個水深點(diǎn)的數(shù)據(jù),,并往往采用數(shù)字顯示,,和計(jì)算機(jī)聯(lián)用而自動繪制海底地形圖。 多普勒導(dǎo)航儀(多普勒聲吶) 根據(jù)多普勒效應(yīng),,若船只和海底有相對運(yùn)動,,回波信號就會產(chǎn)生頻移。同時測量 4個波束中由于船只對海底相對運(yùn)動而出現(xiàn)的頻移,,經(jīng)信號處理后,,就可精確地測出船只對海底的運(yùn)動速度,并畫出航跡來,。多普勒聲吶也是一種引導(dǎo)大型船只靠岸的有效工具,。 魚探儀 由它獲得的魚群回波,可大致判斷出魚群的位置,、范圍和密集程度,。通常使用的垂直魚探儀,可以探測底層的魚類,;水平魚探儀則以探測上層和中層的魚類為主,。采用電子掃描等先進(jìn)技術(shù)之后,探測的范圍就大得多,。 側(cè)掃描聲納(海底地貌儀) 用以調(diào)查海底地質(zhì)地貌的水聲設(shè)備,,種類很多,這是其中的一種,。在船的兩側(cè)安裝垂直方向角較寬而水平方向角很窄的一組換能器,,記錄海底的散射回波,就可獲得離兩側(cè)船舷一定距離內(nèi)精細(xì)的海底地貌聲圖,。為了適應(yīng)深水探測的需要,,也可把換能器置于拖曳體中。此儀器還可用于海底油管的鋪設(shè)檢查和沉埋物的搜索等水下工程中,。淺地層剖面儀使用低頻聲信號,,可以穿透地層,從其回波的分析獲得底質(zhì)的結(jié)構(gòu)資料,,故廣泛應(yīng)用于水下工程的地質(zhì)勘探,。地震探測系統(tǒng)使用大功率低頻聲源、多道接收拖曳電纜和多道數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng),,可以取得深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的資料,,用于海底石油及其他礦物的勘探等。爆炸聲源發(fā)出的大功率低頻聲波,,可以穿透到很深的底層,。若在離爆炸源較遠(yuǎn)的海上放置一系列水聽器,,就可以接收到由不同地層傳來的折射波,為海底地質(zhì)結(jié)構(gòu),、水下石油資源等提供有價值的數(shù)據(jù),。 在海洋水文觀測中,已越來越多地應(yīng)用水聲測量儀器,。如果把回聲探測儀作相應(yīng)的修改,,安放于海底,使它向海面發(fā)射聲脈沖,,就可以測量波高和周期等,,并從波高平均值的變化,獲得潮位的變化規(guī)律,。若把換能器安裝于船舷外側(cè),,也可測出波浪的要素。利用隨海流運(yùn)動的散射體的回波會出現(xiàn)多普勒頻移的特性,,可制成多普勒海流計(jì),,它可以不破壞流場而測量瞬時的低速海流。根據(jù)聲波通過固定距離的傳輸時間和聲速成比例的關(guān)系,,可制成聲速計(jì),,它能實(shí)時地測量海水的聲速。在海洋水文調(diào)查中廣泛應(yīng)用水聲儀器設(shè)備,,是一項(xiàng)重大的技術(shù)改進(jìn),。 被動探測 它探測水中傳來的聲信息,由此判斷發(fā)聲體的位置和特性,。其所測聽的聲源可分為自然聲源和人為聲源兩類,。 自然聲源 不少海洋中的動物,,能夠發(fā)聲(見海洋生物發(fā)聲),。故可利用被動探測系統(tǒng)監(jiān)視魚群的回游特性,并根據(jù)魚類聲音的特性來判斷魚群的種類,,為海洋捕撈提供有價值的數(shù)據(jù),。深海水下的水聽器系統(tǒng),還能準(zhǔn)確地測出水下地震,、水下火山爆發(fā)的位置和估計(jì)其強(qiáng)度等,。 人為聲源 魚類對聲音很敏感,并有好惡之分,。故可以發(fā)出它們喜歡的聲音加以誘集,,發(fā)出它們不喜歡聽的聲音加以驅(qū)逐。根據(jù)這原理制成的聲誘魚器和驅(qū)魚器,,已開始應(yīng)用于海洋捕撈中,。根據(jù)不同目的,分別采用連續(xù)的、脈沖的或其他調(diào)制方式的信號源,,將一種小型的聲信標(biāo)縛于魚體或納入其胃中,,用被動聲吶跟蹤,很適合于海洋生物習(xí)性的現(xiàn)場研究,。跟蹤放于海底的小型發(fā)聲體,,能夠了解海底石礫等的移動狀態(tài),一種船只和飛機(jī)遇險的聲信標(biāo),,在船只和飛機(jī)沉沒于水下的一定期間內(nèi),,能發(fā)出聲信號以指示它的位置。利用帶有聲信標(biāo)的中性浮標(biāo),,可以測量深層的海流,,如赤道深層流等。 水聲通訊 利用聲波在水下傳遞信息,。通訊的雙方在水下都設(shè)置有發(fā)射器和接收器,。這種通訊有兩種方式:①載波語言調(diào)制聲波或直接輻射語言聲波。后者用于距離較近的潛水員間的通信,。②數(shù)字編碼是水聲設(shè)備中常作為指令和控制的通訊方式,。目前廣泛使用的水聲應(yīng)答器便是數(shù)字編碼通訊的典型設(shè)備,它按事先安排好的程序,,自行完成各應(yīng)答器和主機(jī)間的通訊,。水聲應(yīng)答器可用于水下載體的導(dǎo)航和跟蹤,幫助鉆探船和平臺準(zhǔn)確尋找井口位置,,監(jiān)視水下的施工,,傳遞水下遙測系統(tǒng)各水文參數(shù)訊號等。 水聲遙測系統(tǒng) 把所要測量的水下環(huán)境參數(shù)變換成水聲信息之后,,傳到處理船只或岸站來,,經(jīng)過水聲接收機(jī)處理,重新轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)信息,。 海洋水文參數(shù)的水聲遙測儀 它以聲傳輸代替了操作麻煩的電纜,。可以把此儀器和遙測浮標(biāo)系統(tǒng)結(jié)合起來,,由一系列的水下浮標(biāo)把測量的參數(shù)通過水聲信道傳輸?shù)侥父?biāo),,再由母浮標(biāo)把它轉(zhuǎn)換成無線電信號而傳到調(diào)查船或岸站來,這種遙測方式具有實(shí)時,、大面積,、快速和連續(xù)測量等優(yōu)點(diǎn)。 網(wǎng)位儀 水下部件縛于拖網(wǎng)的網(wǎng)口上,,把獲得的信息變成水聲信號發(fā)射到船上來,,從而監(jiān)測魚網(wǎng)的高度,、開口的狀態(tài)、拖繩的拉力,、魚群入網(wǎng)和分布的狀態(tài)及遙測網(wǎng)口周圍的水溫等,,這對提高魚獲量很有幫助。 水聲遙控系統(tǒng) 包括船上聲指令發(fā)射機(jī),、水下聲指令接收機(jī)和相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu),。例如,利用水聲釋放器按水聲釋放指令把水下浮筒放掉,,使其浮出水面,,以便船只跟蹤回收。這種遙控技術(shù),,廣泛應(yīng)用于海洋調(diào)查,、水下工程、石油鉆探和地震測量等方面,,對水下油井的流量,、防噴器架、輸油管道的閥門和水下爆炸等,,都可采用水下遙控方式,。各種海洋自動機(jī),如無人深潛器,、海底自走車的行動及機(jī)械手的動作,,也可采用水聲遙控。 總之,,水聲技術(shù)已廣泛應(yīng)用于海洋研究和海洋開發(fā)的各個方面,,但因海水介質(zhì)是一種復(fù)雜多變和多途徑的聲信道,水聲干擾又很強(qiáng)烈,,如上水聲信息的檢測仍存在一系列困難,,使水聲儀器的可靠性、分辨率等性能的提高受到一定的限制,。為此,,今后必須加強(qiáng)水聲傳輸規(guī)律等基礎(chǔ)理論的研究,,注意探索新技術(shù)在水聲方面應(yīng)用的可能性,。
2. 海洋聲學(xué)探測技術(shù)的意義
1海洋技術(shù)專業(yè)就業(yè)前景
海洋技術(shù)專業(yè)在面對陸地資源一步步枯竭的今天,成為了一門越來越熱火的專業(yè),,就業(yè)前景也越來越好,。畢業(yè)生可從事海洋資源調(diào)查與開發(fā),海洋環(huán)境監(jiān)測,、海洋資源管理,、海洋探測,、海洋信息處理技術(shù)等工作或者可在水產(chǎn)、飼料,、魚藥,、生物技術(shù)等相關(guān)行業(yè)從事生產(chǎn)、經(jīng)營管理,、技術(shù)開發(fā)與推廣等工作,。
海洋技術(shù)專業(yè)在專業(yè)學(xué)科中屬于理學(xué)類中的海洋科學(xué)類,其中海洋科學(xué)類共5個專業(yè),,海洋技術(shù)專業(yè)在海洋科學(xué)類專業(yè)中排名第1,,在整個理學(xué)大類中排名第26位。
2海洋技術(shù)專業(yè)就業(yè)方向
畢業(yè)生可在水產(chǎn),、飼料,、魚藥、生物技術(shù)等相關(guān)行業(yè)從事生產(chǎn),、經(jīng)營管理,、技術(shù)開發(fā)與推廣等工作。
可從事海洋遙感監(jiān)測,、遙感影像處理與分析,、遙感編程開發(fā)、水聲信號處理,、聲吶及水聲對抗系統(tǒng)與設(shè)計(jì),、或在國防工業(yè)領(lǐng)域和國民經(jīng)濟(jì)各部門中從事環(huán)境遙感應(yīng)用與建模、應(yīng)用水聲技術(shù)與設(shè)備研制等工作,。
3. 海洋聲學(xué)技術(shù)及應(yīng)用
海洋技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)具備海洋科學(xué)的基本知識及海洋高新技術(shù)開發(fā)研究的能力,,能從事海洋高科技、海洋資源開發(fā),、海洋工程及相關(guān)學(xué)科專業(yè)工作的高級專門人才,。
海洋技術(shù)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可在水產(chǎn)、飼料,、魚藥,、生物技術(shù)等相關(guān)行業(yè)從事生產(chǎn)、經(jīng)營管理,、技術(shù)開發(fā)與推廣等工作,。
海洋技術(shù)專業(yè)主要擔(dān)任結(jié)構(gòu)工程師、水產(chǎn)技術(shù)服務(wù),、機(jī)械工程師,、聲學(xué)工程師、電氣工程師,、銷售工程師,、技術(shù)支持,、水產(chǎn)技術(shù)服務(wù)員、管線工程師,、銷售代表,、銷售經(jīng)理、武漢區(qū)域經(jīng)理,、船舶結(jié)構(gòu)工程師等
4. 海洋聲學(xué)探測技術(shù)與光學(xué)探測技術(shù)等
聲波探測水下目標(biāo)的裝置是聲吶,。
聲吶是一種聲學(xué)探測設(shè)備,主動式聲吶是在英國首先投入使用的,,不過英國人把這種設(shè)備稱為"ASDIC"(潛艇探測器),。
由于電磁波在水中衰減的速率非常的高,無法做為偵測的訊號來源,,因此以聲波探測水面下的人造物體成為運(yùn)用最廣泛的手段,。無論是潛艇或者是水面船只,都利用這項(xiàng)技術(shù)的衍生系統(tǒng),,探測水底下的物體,,或者是以其作為導(dǎo)航的依據(jù)。作遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪芰啃问?。于是探測水下目標(biāo)的技術(shù)——聲吶技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生,。
5. 海洋聲學(xué)探測技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
我國第一批次海洋調(diào)查船是向陽紅系列。
海洋調(diào)查船是中華人民共和國國家海洋局下屬的海洋科學(xué)考察船隊(duì),,該系列船只先后建造了十余艘,,噸位從千噸級到萬噸級不等。
1969年3月28日,,解放軍海軍司令部對國家海洋局船舶命名作了如下批復(fù):國家海洋局1000噸以上的海洋調(diào)查船命名為“向陽紅”,,1000噸以下的命名為“曙光”,并以出廠先后冠以順序號,。七十年代有600噸級的“曙光1”號,、“曙光2”號、“曙光3”號(以上屬南海分局),、“曙光4”號,、“曙光5”號(以上屬北海分局)、“曙光6”號,、“曙光7”號(以上屬東海分局),。2016年底,北船重工游艇廠為國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心承制的“曙光12”海灣移動監(jiān)測平臺下水,。