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彩色图像声纳

技术简介

       在低光照条件或者浑浊水质中,水下光学摄像系统难以发挥效用,而彩色图像声纳确可几乎不受影响生成近似光学影像质量的高分辨率声纳图像,可以弥补水下光学摄像系统的不足。

       经过多年的应用与技术改进,研制出的图像声纳设备采用了一体化的换能器设计,实现了高、低两种频率工作,既保证了图像声纳高分辨率的特点,又有效地解决了探测距离的问题,使声纳性能有了大幅提高。从设备的实际试验结果来看,效果明显,对小目标的有效探测距离达到了160米以上。

       设备采用的数字声纳设计技术,在声纳中集成了多种传感器,包括有磁罗经、压力传感器、高度计等,由于采用了数字化设计理念,大大简化了电路难度,增加了设备的可靠性。此外,采用的技术成熟的无源陶瓷滤波器,大大提高了接收电路的信噪比。

       彩色图像声纳是一种利用超声波进行水下目标探测的声学设备。它通过声纳头上的换能器发射出声波,声波在水下传播,遇到物体就会形成反射的回波,回波被换能器接收到以后,经信号处理后形成声纳图像,显示在主机屏幕上。

       彩色图像声纳是一种机械扫描式声纳,声纳头上的换能器在处理主机的控制下,可以360度旋转扫描。换能器的旋转角度可以精确控制,换能器旋转到一个角度时,换能器发射出声波,在既定的量程里,反射回波被接收到后,换能器才旋转到下一个角度。这个时间非常短,足够声波到达目标并形成反射回波,并被换能器接收到。由于声波在水下传播的速度是已知的(约1500m/s),声波发射和接收到回波的时间也是已知的(信号处理计算得出),故而可以得出目标与换能器之间的距离。换能器连续转动,就可以得到目标的连续声纳影像。在这个影像中,可以得到目标与换能器的方位和距离。

       声波在水中会衰减,不同频率的声波衰减程度不同,通常情况下,频率越高,衰减得越快。衰减意味着声波能量的消耗,能量消耗越快,声波传播的距离就越近。故而相同能量的声波,低频传播的距离要比高频远。彩色图像声纳是一种双频声纳,它有两个工作频率,400kHz和655kHz,可以满足不同距离的探测要求。水域环境良好的情况下,彩色图像声纳工作在低频(400kHz)的作用距离是200m,工作在高频(655kHz)的作用距离是100m。由于声波对目标的反射特性,高频工作时的分辨率要优于低频,故而低频适用于大范围粗略搜索目标,高频适用于近距离的观察探测。


技术指标

(1)作用距离
低频:最大200m,2m~200m连续可调;
高频:最大100m,2m~100m连续可调。
(2)工作频率
低频:400kHz;
高频:655kHz。
(3)波束开角
低频:水平3°,垂直40°;
高频:水平1.9°,垂直30°。
(4)发射声源级
低频:≥210dB;
高频:≥215dB。
(5)探测盲区
低频:≤0.5米;
高频:≤0.4米。
(6)步距角
0.225°,0.45°,0.9°及1.35°可选。
(7)高度计主要技术指标
工作频率:400kHz;
测量距离:0.5米~30米(在良好的水文条件下);
工作方式:自主工作及同步工作方式,与声纳连接时自动采用同步工作方式,避免干扰。
(8)最大工作深度
300米。
(9)温度条件
工作温度:-5℃~+55℃;
储存温度:-10℃~+60℃。


技术特点

       两个频段自由可调的双频系统使声纳系统在不改变原声纳外形及安装条件的情况下,提高了声纳作用距离,使声纳同时具备近距离的高精度目标显示和远距离目标发现的能力,极大拓展声纳了的使用范围。设备操控基于Windows操作系统,便利使用、后处理及功能升级扩展。

       与国外同型号的881A型和SuperSeaKingDST声纳相比,达到了同等级的探测能力,且功能更加齐备,性价比高,售后维修便利。


技术水平

       国际先进


应用领域和范围

       水下救捞、港口码头安防、大坝桥梁检测、海工探测。


技术状态

       小批量生产、工程应用阶段


合作方式

       技术服务、融资需求


投入需求

       5000万元


转化周期

       1年


预期效益

       随着我国海洋资源开发战略的深入推进,国内外反恐斗争不断趋向复杂化和长期化,自然灾害的频繁发生,图像声纳在海洋工程领域、水下安防领域、水利水电坝体监测以及应急搜救打捞等各领域均具有广阔的市场空间。双频图像声纳技术的成功产业化转化,通过新技术、新手段,将可带来自身产值和效益双增长的同时,也将有力保障我国海洋开发战略的实施,有效提升社会的安全等级,减少自然灾害的威胁。