由于聲波在海水中傳播的獨特性，在有關海洋探測、海洋開發中無一不需要水聲探測技術。隨著海洋開發、海洋資源利用需求的日益增長，海洋聲學、水聲技術不僅為軍事需求，更是科學研究和探索海洋的基本手段。

　　海洋研究和開發所用的水聲技術，包括回聲探測、被動探測、水聲通訊、聲學釋放器、水聲定位等，下面就針對水下回聲探測以及ATA-L8水聲功率放大器在回聲探測技術中的具體作用來進行詳細說明。

　　回聲測深是根據超聲波在均勻介質中將勻速直線傳播和在不同介質界面上將產生反射的原理，選擇對水的穿透能力最佳、頻率在1500赫茲附近的超聲波，垂直地向水底發射聲信號，并記錄從聲波發射至信號由水底返回的時間間隔，通過模擬法或直接計算而確定水深的工作。細分它的話，有以下幾個具體應用：

　　⑴回聲測深儀

　　利用換能器在水中發出聲波，當聲波遇到障礙物而反射回換能器時，根據聲波往返的時間和所測水域中聲波傳播的速度，就可以求得障礙物與換能器之間的距離。聲波在海水中的傳播速度，隨海水的溫度、鹽度和水中壓強而變化。常溫時海水中的聲速的典型值為1500米/秒，淡水中的聲速為1450米/秒。所以在使用回聲測深儀之前，應對儀器進行率定，計算值要加以校正。不同回聲探測設備最主要的差別主要是在對回波信號的不同處理方法上，現代大功率的低頻測深儀，能夠測量出最深洋底的形狀。多波束測深系統或多振子的測深儀，可同時獲得多個水深點的數據，采用相關軟件能自動繪制精細化的海底地形圖，也稱海底微地貌測量。

　　⑵聲學多普勒海流剖面儀（ADCP)

　　聲學多普勒海流剖面儀（簡稱ADCP)是一種新型海流測量儀器，主要用于海流剖面的高精度測量、海深測量、船舶或水下航行體相對于海底的運動速度測量，測量時不干擾流場，不存在機械慣性和機械磨損等問題，能如實反映流場的真實結構，被公認為是當今最主要的測流儀器。按照儀器的換能器陣類型可分為相控陣ADCP與非相控陣ADCP，一般高頻采用非相控陣ADCP；按照波束方向可分為ADCP和水平測流儀；按照數據讀取方式可分為直讀式和自容式；按照安裝方式可分為走航式和固定式；當ADCP用于測量船舶或水下航行器對海底的相對運動速度時，一般稱為計程儀（DVL）。

　　⑶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。魚探儀主要部件換能器可將電子信號轉換成聲音脈沖并發射到水中，聲波在水中傳播過程中遇到障礙物時，部分聲音信號反向散射至換能器，如果信號水平超過用戶選擇的閥值，將被換能器接收并轉化為電子信號通過電纜傳輸至控制電腦，生成回波圖。根據聲波發射后收到目標回聲信號的間隔時間和聲波在水中的傳播速度，可測得目標所處的位置，對回聲信號強弱和結構加以分析，可估算出目標強度、目標數量及分布狀況等。

　　該儀器主要實現對某一水域內魚群資源的調查和評估，包括：測深、魚群總量、大小分布、種類（結合采樣）、單魚跟蹤等。用以調查魚類時，具有速度快、在一定的時間里做到實時追蹤、不給魚類造成損傷的特點，所獲得的數據能夠為進一步的研究提供基礎。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。垂直魚探儀常用工作頻率為20～200千赫，探魚深度可達1000米。

　　⑷側掃聲吶

　　側掃聲吶亦稱“旁側聲吶”或“海底地貌儀”，它利用回聲測深原理探測海底地形地貌及水下目標（如沉船、巖礁、沙波、底質類型分布等）。其換能器陣裝在船殼內或拖曳體中，走航時向側下方發射扇形波束的聲脈沖。波束平面垂直于航行方向，沿航線方向束寬很窄，開角一般小于2°，以保持較高分辨率；垂直于航線方向束寬較寬，開角約為20°～60°，以保證一定的掃描寬度。側掃聲吶依據聲圖圖像來判讀水下目標特征，聲圖圖像與其相應顯示的形狀、大小、色調、陰影、灰度、紋形、布局和位置等特征有著密切關系，包括目標圖像、海底地貌圖像、水體圖像和干擾圖像。目標圖像包括沉船、沉雷、礁石、海底管線、魚群以及水中各種礙航物和構筑物的圖像。因此，可以根據聲圖圖像的不同特征來判讀水下目標的性質及其延伸范圍。目前，側掃聲吶在海洋測量、疏浚港口，港灣工程、錨地勘測、水利勘察、生態環境調查、海洋調查等方面均得到了廣泛應用，都取得了明顯的效果。

　　⑸淺地層剖面儀

　　淺地層剖面儀又稱淺地層地震剖面儀，是在超寬頻海底剖面儀基礎上的改進，是利用聲波探測淺地層剖面結構和構造的儀器設備，是基于水聲學原理的連續走航式探測水下淺部地層結構和構造的地球物理方法。淺地層剖面儀采用的技術方法主要包括壓電陶瓷式、聲參量陣式、電火花式和電磁式4種。其中，壓電陶瓷式主要分為固定頻率和線性調頻（Chirp）兩種；電火花式主要利用高電壓在海水中的放電產生聲音原理；電磁式通常多為各種不同類型的Boomer，穿透深度及分辨率適中；聲參量陣式利用差頻原理進行水深測量和淺地層剖面勘探。

　　淺地層剖面技術利用聲波在不同介質中傳播特性的差異，不同介質界面處(聲阻抗界面)會發生反射與透射，透射波在下一個界面處繼續產生反射波與透射波，通過分析接收記錄反射波的返回時間、振幅、頻率等信息，以聲學剖面圖形反映淺地層組織結構，并得到有效穿透地層內的分層底質特征。通常使用的聲波頻率在幾百Hz到幾十千Hz之間，聲波頻率越高，地層垂直分辨率越高，但同條件下的穿透深度越小。淺地層剖面儀在海洋地質調查，地球物理勘探和海洋工程，海洋觀測，海底資源勘探開發，航道港灣工程，海底管線鋪設等均得到了廣泛應用。

　　⑹水下聲學測波儀

　　水下聲學測波儀就是利用置于海底的聲學換能器垂直向海面發送聲波，通過接受回波信號，測定換能器至海面的垂直距離變化，再換算為波高變化信息；若將ADCP置于海底，或者安裝在水下浮式構建物上，從水下向上看，就可以記錄自由表面的波動情況。優點是安裝在水下或海底，可避免水面惡劣海況的影響，精度高、易操作；缺點是受浪花和氣泡干擾，測量破碎波的準確度受限，尤其在惡劣氣候和波況條件下，水汽交界處的邊界不十分明顯。

　　上述介紹的幾種水下回聲探測方式是目前常見的幾種，而且我們不難發現，想要搭建這樣的系統，對應的水聲換能器以及用來驅動換能器的功率放大器是必不可少的，ATA-L系列水聲功率放大器，最大輸出功率6500VA，帶寬（-3dB）200Hz~120kHz，最大輸出電壓1200Vrms，寬頻帶+大功率，是專門針對各類水下水聲測試的專用儀器，無論是水下回聲探測、水下通信、水下探魚等等，它都能配合水聲換能器進行完美工作。

　　其中ATA-L8水聲功率放大器是一款理想的單通道功率放大器。最大輸出1020Vrms電壓，1000VA功率，可驅動0~100%的阻性或非阻性負載。輸出電阻匹配多個檔位可選，客戶可根據測試需求調節。

　　ATA-L8水聲功率放大器

　　帶寬：（-3dB）200Hz~120kHz

　　電壓：1020Vrms

　　功率：1000VA

　　阻抗：輸出阻抗匹配多檔可調

　　顯示：設備狀態液晶動態顯示

　　保護：過熱、過載保護

西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業，為用戶提供具有競爭力的測試方案。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。如想了解更多功率放大器等產品，請持續關注安泰電子官網www.sillink.com.cn或撥打029-88865020。

原文鏈接：http://www.sillink.com.cn/news/2535.html