3 声波仪的性能测试

声波仪是海底沉积物声学参数测量的关键设
备，声学换能器内部元件老化以及长期接触含有盐
分的海底沉积物发生腐蚀损坏等，降低了测量精度
甚至发生较大的误差。因此，每次测量前都需要测
试及校正。声速校正通常采用测量标准样块声速进
行判别，但是采用主频特征的测量方法鲜有报道。
Hamilton[6] 、Stoll[7] 等许多研究者发现海底沉积物的
声衰减与声波探测频率存在明显的相关关系，陶春
辉等[8] 研究表明在20kHz~100kHz 频率段测量存在
频散现象，因此测量沉积物声学参数时，必须确定
声学测量仪器的主频。

基于频谱分析技术，采用以下两个步骤对声学
换能器进行检测：

(1)将发射和接收换能器耦合对接在一起，测出
声波图，进行频谱分析，得出其主频和频宽，与参
考主频和频宽进行比较，判断主频性能；
(2)将发射和接收换能器在空气中相距0.05m，
测出声波图，进行频谱分析，得出其主频和频宽以
及幅值，与参考主频和频宽的幅值进行比较，判断
主频幅值性能。
对湘潭天鸿电子研究所研制的DB4 型声波仪
测量数据进行了频谱分析如下：按步骤(1)进行测
量，2007 年6 月12 日测得的数据主要能量集中在

35.156kHz 主频(图1 中实线)、34.307kHz~37.791kHz
的-3dB 频带内，频带与参考频带(2006 年8 月18
日测量)基本相同，判断频率特征基本良好。
按步骤(2)进行测量，幅值出现差异(如图2)，
2007 年6 月12 日测得的主频能量比2006 年8 月
18 日的减少很多。结合对接测试时幅值降低现象，
判断有必要对声波仪进行检修，经检修发现是声学
换能器接线存在松弛现象。

图1 声学换能器对接性能测试频谱
Fig.1 Spectrum of acoustic beacon with receiver and emitter together

图2 声学换能器间隔0.05m 性能测试频谱
Fig.2 Spectrum of acoustic beacon with receiver and emitter 0.05m
apart

多功能声波检测仪

DB-4D型

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