Meastachán ar leibhéal foinse fuaime an trasdaitheora fuaime faoi uisce in uisce éadomhain

Tá modh meastacháin leibhéal foinse fuaime bunaithe ar an bhfeidhm freagartha minicíochta inbhéartach fuaimiúla (IFRF) beartaithe chun an fhadhb a réiteach a bhaineann le droch-chruinneas an mheasúnaithe ar chreathadh agus leibhéal torainn trealaimh fuaimiúil faoi uisce in uiscí éadomhain. Léiríonn an modh seo an fheidhm tarchurtha ilchainéil mar an trasnaíocht su perposition na foinse fuaime agus a foinse fíorúil il-ordú. Tógann an maitrís aistrithe an gaol idir na láidreachtaí foinse casta, na brúnna casta ag pointí tomhais agus an cainéal fuaimiúil. Tá láidreachtaí foinse na is féidir trasduchtóir fuaimiúil faoi uisce a mheas go cruinn ón tomhas réimse fuaime radaithe bunaithe ar inbhéartú na maitrís aistrithe. Tugtar isteach bunphrionsabal modh IFRF, agus déantar anailís ar na fachtóirí tionchair a bhaineann le hearráidí meastacháin neart foinse, lena n-áirítear earráidí meastachán cainéal fuaimiúil faoi uisce, earráidí tomhais brú fuaime, agus coinníollacha an mhaitrís aistrithe. Cuirtear torthaí anailíse insamhalta uimhriúil i láthair, rud a léiríonn go bhfuil an modh atá beartaithe indéanta agus go bhfuil feidhmíocht mhaith aige maidir le meastachán a dhéanamh ar leibhéal foinse fuaime an trasdaitheora fuaime faoi uisce.

 

Le moladh agus cur i bhfeidhm na straitéise cumhachta muirí náisiúnta, tugadh aird mhór ar fhorbairt na mara transducer sorcóireach faoi uisce , cosaint éiceolaíochta, taighde eolaíoch agus cosaint cearta. Tá an trealamh fuaimiúil faoi uisce agus feithiclí faoi uisce gan fhoireann (UUV, UUV, AUV) agus trealamh innealtóireachta mara forbartha go tapa freisin, agus tacóidh soláthar faisnéise feidhmíochta trealaimh chruinn agus éifeachtach go láidir le forbairt trasducers éagsúla. Tá déine na foinse fuaime radaithe faoi uisce ina pharaiméadar tábhachtach de threalamh fuaimiúil faoi uisce nuair a bhíonn sé ag obair, agus tá baint aige lena fheidhmíocht agus lena shábháilteacht féin. Faoi láthair, le haghaidh tástála foinsí torainn faoi uisce,I bhformhór na gcásanna, is féidir le suíomh na foinse torainn a bheith suite go maith agus a aithint, ach tá sé deacair a thomhas go cruinn ar an déine an fhoinse fuaime sprice.Más féidir leibhéal fuaime radaithe na foinse torainn a thomhas go cruinn nó a mheas, is féidir leis treoir a sholáthar maidir le forbairt trealaimh nó meastachán feidhmíochta, agus é a leathnú go dtí faoi uisce loingseoireacht. Soláthróidh meastóireacht ar an bhfeithiclí faoi uisce leibhéal torainn éifeachtach na spriocanna ag taisteal ar leibhéal an torainn ar an leibhéal torainn nó a n-éifeachtaí ar dhromchla na spriocanna meastóireachta ar dhromchla na long. bearta cóireála fuaimiúla. I dtimpeallacht uisce éadomhain, cuirfidh an fhuaim frithchaite ón gcomhéadan agus foinsí fuaime trasnaíochta cúlra eile isteach ar an sprioc-thástáil réimse fuaime radaithe faoi uisce. Más féidir fuaim dhíreach na sprice a dheighilt ón bhfuaim trasnaíochta le algartam sonrach, is féidir an fhoinse fuaime a mheas go cruinn Faisnéis, modh maitrís freagartha minicíochta inbhéarta (Feidhm Freagartha Minicíocht Inbhéarta, IFRF) Mar algartam claochlaithe spásúil, tá cruinneas ard Talún aige, agus is féidir é a úsáid chun foinsí fuaime a aithint agus réimse fuaime na struchtúr casta a shamhlú, agus níl sé teoranta ag an gcóras fuaimiúil ar an gcóras fuaimiúil in aice le modh imscrúdaithe foinse fuaime. medium.With anailís teoiriciúil níos mionsonraithe, scoláirí ó thíortha éagsúla freisin staidéar i ndiaidh a chéile agus a fhorbairt ar an teoiric san am ina dhiaidh sin. Ach tá máistreacht taighde ann. Ní mór é a dhíriú i dtimpeallacht an tseomra anechoic aeir agus tá torthaí maithe bainte amach aige. Más féidir an modh a thabhairt isteach sa timpeallacht uisce éadomhain iarbhír, is féidir é a úsáid le haghaidh tástála agus meastóireacht a dhéanamh ar an déine radaíochta na foinse fuaime creathadh feabhas suntasach ar an bhfadhb cruinneas bochta na tástála déine foinse fuaime sprioc i dtimpeallacht uisce éadomhain. a úsáidtear chun an sprioc luach leibhéal foinse fuaime radaithe a inbhéartú, agus déantar na fachtóirí a théann i bhfeidhm ar chruinneas meastachán leibhéal foinse fuaime a mheas. Anailís réasúnaíochta, agus anailís ionsamhlúcháin ghaolmhar bunaithe ar an tsamhail réimse fuaime bunaithe, léiríonn na torthaí go bhfuil an modh meastacháin ar an bhfoinse fuaime atá radaithe ag an leibhéal trasducer fuaime faoi uisce indéanta agus go bhfuil ardleibhéal cruinnis aige.

1.1 Modh maitrís freagartha minicíochta inbhéarta

Bunaítear leis an bhfeidhm freagartha minicíochta an gaol idir an brú fuaime tomhais timpeallachta iarbhír agus an fhoinse fuaime sprice. Is féidir leis an maitrís feidhm a thomhas go díreach nó a pass.The samhail uimhriúil a ríomh, agus tá an réimse fuaime a thomhas ag an eagar hidreafóin a fháil ar an maitrís feidhm freagartha minicíochta agus an brú fuaime casta na fuaime field.After ríomh, is féidir leis an déine na foinse fuaime a mheas ón tomhas réimse fuaime. Ag cur san áireamh cás foinse fuaime aon phointe, nasc na heiliminte piezo ar an eagar fuaime.Is é an comhartha trasducer glactha an comhartha astaithe foinse fuaime agus an fheidhm freagartha cainéal fuaimiúil faoi uisce, áit a bhfuil q(hs,t) doimhneacht na foinse fuaime ag hs, agus p(hm,t) an doimhneacht.Is é an comhartha fearainn ama a fhaightear ag an bpointe tomhais hm, H(h) an freagra a fhaightear ón bpointe tomhais, H(h) an fhuaim a fhaightear ón bpointe tomhais, an fhoinse fuaime go dtí na feidhmeanna fuaimiúla ón bhfoinse fuaime. point.D'fhonn an anailís a éascú, roghnaímid anailís a dhéanamh ar an gcaidreamh iomadú fuaime sa réimse minicíochta, agus úsáid a bhaint as maitrís chun an comhartha fála eagar idéalach agus an fhuaim a léiriú.

 

An gaol idir na foinsí, is é P an veicteoir brú fuaime casta ordú M × 1, is é Q an veicteoir déine foinse fuaime (lena n-áirítear an fhoinse samhailfhadú), is é H an maitrís freagartha minicíochta casta, áit a bhfuil baint ag an téarma Hi,j leis an bhfoinse fuaime i-ú leis an bhfoinse fuaime i-ú. Feidhm aistrithe fhuaimiúil idir j eilimintí. Sa tomhas iarbhír, beidh earráidí áirithe ag baint le trasnaíocht torainn nó toimhdí coinníollach. Dá bhrí sin, is gá veicteoir e a chur leis an brú fuaime tomhais idéalach. Léiríonn an veicteoir e an diall idir an luach fuaime tomhaiste agus an luach brú fuaime idéalach P. Chun an dá rud a dhéanamh Chun an 'meaitseáil is fearr' a bhaint amach, is é an modh traidisiúnta ná an modh is lú cearnóga a úsáid. Sainmhínigh feidhm chostais: Is furasta a chruthú gurb é déine na foinse fuaime nuair a fhaightear an t-íosluach cothromóide an réiteach measta is fearr.

 

1.2 Anailís earráide

Trí anailís earráide, is féidir foinse an earráid mheastacháin a fháil, agus féadann sé treoir bhunúsach a sholáthar don obair tomhais iarbhír chun an earráid a laghdú. Gan aon chaillteanas ginearáltachta .Sa chás seo, déanaimid anailís dhomhain ar dhéine na foinse fuaime measta a ríomhtar i Roinn agus ag smaoineamh ar úsáid a bhaint as maoin úsáideach den mhaitrís 2-norm, is é sin, do na maitrísí A agus B. Tá baint ag uimhir riocht na maitrís le staid na maitrís. Nuair a bhíonn an riocht ró-mhór, tá an maitrís i stát droch-riocht, agus tabharfar an sprioc-mheastachán ag an am seo .Bring earráidí móra. Sainmhínítear uimhir riocht na maitrís.

 

2 Insamhladh agus plé

Toisc go bhfuil timpeallacht an réimse fuaime iarbhír casta agus inathraithe, beidh tionchar ag fachtóirí éagsúla ar fheidhmíocht an mhodha go pointe áirithe. D'fhonn an IFRF a fhíorú. Úsáidtear an modh chun cruinneas agus infheidhmeacht déine na foinse fuaime a mheas. Is é an cuspóir ná déine na foinse fuaime atá radaithe ag an bhfoinse fuaime monopole a mheas, agus úsáidtear na bogearraí MATLAB. Chun éifeacht an mhodha IFRF a anailísiú i dtimpeallacht fhuaimneach, chun an earráid idir an luach measta agus an luach iarbhír a chainníochtú, roghnaítear an meán earráid cearnach fréimhe chun an fheidhmíocht a léiriú i mbanda minicíochta leathan.

 

Is é an timpeallacht insamhalta timpeallacht uisce éadomhain aonfhoirmeach le bun árasán, doimhneacht uisce de 60m, agus tá an doimhneacht foinse fuaime a leagtar go 10m, ag baint úsáide as 33 yuan spásáilte go cothrom ingearach. Úsáidtear an t-eagar líneach le haghaidh tomhais, is é an spásáil eilimint 1m, tá lár an eagar bonn ag doimhneacht de 22m, agus is é an comhartha aon-minicíocht raon comhartha leanúnach 10Hz ~ 10 Hz trasducer fuaime sféarúil faoi uisce . D'fhonn insamhail a dhéanamh ar thionchar trasnaíochta torainn sa chomhartha tástála iarbhír, cuirtear torann bán Gaussach leis an comhartha brú fuaime a fhaightear tríd an ríomh insamhalta. Dá bhrí sin, léirítear i bhFíor 1 an gaol idir an difríocht idir luach measta an déine foinse fuaime agus an luach fíor le minicíocht agus leibhéal torainn.

D'fhonn aird a tharraingt ar shaintréithe athraithe an chuar, taispeántar an cuar athraithe earráide a fhreagraíonn don chóimheas comhartha-go-torann de 3dB, agus 10dB i bhFíor 2, Tábla Luach fréimhe-meán-cearnach an earráid meastachán ar an déine foinse fuaime sa bhanda minicíochta comhfhreagrach de roinnt cóimheasa comhartha-go-torann .

Ó thorthaí Fíor 1 agus Fíor 2, is féidir a fheiceáil sa raon minicíochta 100Hz~10kHz trasducer hidreafóin sféarúil , athraíonn an earráid mheastacháin déine na foinse fuaime go neamhrialta leis an minicíocht. Nuair a bhíonn an cóimheas comhartha-go-torann íseal, tá an earráid ag roinnt pointí minicíochta níos mó ná 3dB luach tagartha réamhshocraithe, le feabhas a chur ar an gcóimheas comhartha-go-torann, tá an staid seo lagú go suntasach, agus tá claonadh ag an gcuar earráide foriomlán a bheith cobhsaí. In éineacht leis an anailís sonraí staidrimh i dTábla 1, laghdaítear agus cobhsaítear an earráid iomlán sa bhanda minicíochta de réir a chéile le méadú ar an gcóimheas comhartha-go-torann, agus tá cruinneas níos airde fós ag cóimheas comhartha-go-torann níos ísle, rud a léiríonn éifeachtacht an mhodha IFRF. Gnéas agus cruinneas.

 

(2) Tionchar an achair chothrománaigh ar mheastachán leibhéal foinse fuaime

Mar gheall ar leathnú na dtonnta fuaime leis an méadú ar achar, tá méid an chomhartha fuaime ag achair chothrománacha éagsúla ag an doimhneacht chéanna difriúil. D'fhonn anailís a dhéanamh ar thionchar an eagar tomhais ag faid chothrománacha éagsúla ar chruinneas an leibhéal foinse fuaime arna mheas ag modh IFRF, glactar leis go bhfuil gach cóimheas comhartha-go-torann den chomhartha tomhais ag an achar cothrománach mar an gcéanna. De réir anailíse an téacs, roghnaítear an cóimheas comhartha-go-torann mar 10dB chun anailís a dhéanamh ar choinníollacha tástála comhfhreagracha achair tástála éagsúla. I bhFíor 3 liostaítear na torthaí ionsamhlúcháin comhfhreagracha le haghaidh roinnt achair. Is é meánluach cearnach an fhréamh an earráid mheasta ar leibhéal na foinse fuaime sa bhanda minicíochta comhfhreagrach.

 

Ag comparáid agus anailís a dhéanamh ar thorthaí an insamhalta i bhFíor 3, is féidir a fheiceáil go bhfuil tréithe comhchosúla aige le hathruithe torainn. De réir mar a mhéadaíonn an t-achar tástála cothrománach, luainíonn cuar earráide meastachán leibhéal na foinse fuaime iomlán níos géire, agus beidh níos mó earráidí ag minicíochtaí. Sáraítear an luach tagartha réamhshocraithe 3dB. Ag comhcheangal na sonraí staidrimh i bhFíor 4, is féidir a fheiceáil go n-ardóidh an diall inbhéartaithe laistigh den bhanna minicíochta de réir a chéile de réir mar a mhéadaíonn an t-achar tástála. Agus anailís á déanamh ar an athrú treochta seo, tá an diall foriomlán níos lú ná 1dB nó fiú níos ísle laistigh d'achar de thart ar 200m. Ós rud é go bhfuil maolú iomadaithe agus cur isteach torainn comhshaoil ​​ag an comhartha fuaimiúil iarbhír, sa tástáil iarbhír, déantar an suíomh cothrománach tástála a rialú laistigh de 100m ón sprioc, rud a d'fhéadfadh feabhas a chur ar bhailíocht agus cruinneas na dtorthaí tástála.

 

3 Conclúid

Molann an páipéar seo modh chun déine fuaime na n-aistritheoirí fuaimiúla faoi uisce in uiscí éadoimhne a mheas bunaithe ar an modh maitrís freagartha minicíochta inbhéarta. Déantar féidearthacht agus cruinneas an mhodha a anailísiú agus a fhíorú ó thaobh na teoirice agus an ionsamhlúcháin. Tagann an t-alt ar dtús agus cuireann sé síos ar phrionsabal an mhodha IFRF; agus déanann sé anailís ar chúis na hearráide sa mheastachán ar dhéine na foinse fuaime ón díorthú teoiriciúil. I gcomparáid leis an modh maolaithe tonnta sféarúil traidisiúnta agus modh foirmithe bhíoma, glacann an fheidhm freagartha minicíochta inbhéarta an comhartha frithchaite ó gach dromchla teorann mar ionchur éifeachtach, agus cuireann sé san áireamh freisin tionchar an chainéil fhuaimiúil agus luaineacht an réimse fuaime. Léiríonn an anailís insamhalta go bhfuil feidhmíocht mhaith ag an modh molta maidir le meastachán a dhéanamh ar an spriocleibhéal foinse fuaime in uisce éadomhain. Tá an modh seo oiriúnach i gcás farraigí éadomhain le próifíl treoluas fuaime tairiseach, agus le haghaidh hidreolaíochta casta nó Ní mór staidéar breise a dhéanamh ar staid tomhais comhartha leathanbhanda.