海底沉積物聲學(xué)特性小距離測量系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、海底沉積物聲學(xué)特性的研究在經(jīng)濟(jì)建設(shè)與國防等領(lǐng)域均具有重要的意義。海底沉積物聲學(xué)研究的主要聲特性參數(shù)包括：聲速、聲衰減。目前沉積物聲學(xué)特性的主要研究反映的是整段沉積物樣品的綜合效應(yīng)，無法在微觀結(jié)構(gòu)上研究沉積物細(xì)致的聲學(xué)特性數(shù)據(jù)。因此，為滿足海底沉積物微觀聲學(xué)特性研究需要，在本研究組前期研究的基礎(chǔ)上，本文改進(jìn)了以聲波探針為傳感器、復(fù)雜可編程邏輯器件為核心的多通道聲信號測量系統(tǒng)，并進(jìn)行了沉積物聲學(xué)特性小距離測量研究，獲取沉積物樣品小距離橫截面

2、間的聲傳播信號。
　　 本文介紹了海底沉積物測量系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，包括原位測量系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室測量系統(tǒng)。概述了海底沉積物的主要聲學(xué)特性以及沉積物樣品的制作。針對本實(shí)驗(yàn)測量原理，分析了沉積物聲速和聲衰減特性的計算方法。系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)定位子系統(tǒng)及采樣測量子系統(tǒng)兩部分。介紹了結(jié)構(gòu)定位子系統(tǒng)的垂直移動模塊和水平移動模塊的原理和功能以及聲波探針結(jié)構(gòu)。通過分別對采樣測量子系統(tǒng)的各個硬件模塊介紹搭建了測量系統(tǒng)的硬件平臺。硬件模塊方面給出了超聲波信號發(fā)射

3、電路、超聲波信號接收模塊，詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采集模塊的各個接口電路。軟件方面編寫了單片機(jī)控制AD9850頻率控制字程序，給出了各個模塊的程序流程圖；對CPLD器件進(jìn)行編程，將沉積物中的模擬聲波信號轉(zhuǎn)換為14位的數(shù)據(jù)量信號并存儲在外部雙口RAM中；采用VB6.0編寫了上位機(jī)數(shù)據(jù)讀取和處理程序，給出了其工作流程圖。通過實(shí)驗(yàn)測量，求出兩個聲波探針的時間差。為了能更準(zhǔn)確地表示沉積物的聲學(xué)特性，對整個測量系統(tǒng)進(jìn)行聲速和聲衰減的偏差校驗(yàn)。運(yùn)用設(shè)計的聲學(xué)