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水声探测器的原理是什么?

发布时间:2019-08-06 11:24 来源:荆楚网

  水声探测器也叫声呐探测仪,是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。科学家在海豚的启迪下,制造了水声探测器材——水声探测仪。  

  科学家们研究发现,海豚和鲸等海洋哺乳动物能产生一种十分确定的讯号探寻食物和相互通迅。他们的“声呐”的灵敏度很高,能发现几米以外直径0.2mm的金属丝和直径lmm的尼龙绳,能区别开只相差200卜s时间的两个信号,能发现几百米外的鱼群,能遮住眼睛在插满竹竿的水池子中灵活迅速地穿行而不会碰到竹竿;海豚声呐的“目标识别”能力很强,不但能识别不同的鱼类,区分开黄铜、铝、电木、塑料等不同的物质材料,还能区分开自己发声的回波和人们录下它的声音而重放的声波;海豚声呐的抗干扰能力也是惊人的,如果有噪声干扰,它会提高叫声的强度盖过噪声,以使自己的判断不受影响;而且,海豚声呐还具有感情表达能力,已经证实海豚是一种有“语言”的动物,它们的“交谈”正是通过其声呐系统。尤其是仅存于世的四种淡水豚中最珍贵的一种-我国长江中下游的白鳍豚,它的声呐系统“分工”明确,有为定位用的,有为通讯用的,有为报警用的,并有通过调频来调制位相的特殊功能。

  声呐技术至今已有100年历史,它是1906年由英国海军的刘易斯·尼克森所发明。他发明的第一部声呐仪是一种被动式的聆听装置,主要用来侦测冰山。这种技术,到第一次世界大战时被应用到战场上,用来侦测潜藏在水底的潜水艇。 目前,声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术,用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪;进行水下通信和导航,保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外,声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信,以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。 和许多科学技术的发展一样,社会的需要和科技的进步促进了声呐技术的发展。  

  声呐按工作方式可分为主动声纳和被动声纳:    

  主动声呐:主动声呐技术是指声纳主动发射声波“照射”目标,而后接收水中目标反射的回波以测定目标的参数。大多数采用脉冲体制,也有采用连续波体制的。它由简单的回声探测仪器演变而来,它主动地发射超声波,然后收测回波进行计算,适用于探测冰山、暗礁、沉船、海深、鱼群、水雷和关闭了发动机的隐蔽的潜艇;    

  被动声呐:被动声呐技术是指声纳被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号,以测定目标的方位。它由简单的水听器演变而来,它收听目标发出的噪声,判断出目标的位置和某些特性,特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。

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