在被动声呐目标探测、数据分析等应用中,经常会面临目标轨迹与雷达、AIS等非声信息关联的问题.针对该问题,文章提出了一种被动声呐目标轨迹的自适应灰度关联方法,该方法采用灰度关联算法计算目标轨迹与非声数据轨迹的关联系数,并通过Hausdroff距离自适应计算灰度分辨系数,以获得更优的关联准确性.数据分析结果表明,所提方法对真实目标轨迹的关联系数与干扰目标差异明显,能够有效实现被动声呐目标轨迹与AIS轨迹的相互关联,显著提高了数据关联效率,为后续干扰排除提供参考.
含氟压电聚合物材料经过多年发展,从合成、结构与性能优化控制、器件制备等多方面取得长足进展.为其有更出色的应用前景,文章对含氟压电聚合物材料的分类和性能进行了讨论,对基于含氟压电聚合物材料的能量收集器在生物体、海洋、风等能量源转换上取得的研究进展进行阐述,最后对其发展趋势进行展望,为行业技术发展方向提供参考.
回波的亮点结构特征包含大量信息,典型水下目标与非目标的回波亮点结构具有差异性规律,为水下目标识别提供了依据,文章从两种主要特征入手,构建以 LeNet 模型为骨架的深度学习模型,利用该模型从回波中提取出信号的亮点数目与目标径向尺度两类亮点结构特征.仿真与实测结果表明,当信噪比>0 dB时,基于深度学习的亮点结构特征提取方法的亮点数量的平均估计误差<0.2,径向尺度的平均估计误差<1,较传统的极值搜索预测法有明显优势,显著提升主动声呐的亮点结构特征提取以及目标识别能力.
声干扰器是一种噪声压制性水声对抗器材,是通过提高敌方自导声呐的接收背景噪声来抑制其探测能力的装备.为提高声干扰器的对抗能力,大功率、多频带干扰成为其发展的必要趋势.为解决声干扰器在同一时刻对不同中心频率、带宽、信号形式的目标进行大功率干扰的问题,文章提出一种基于多频带滤波的噪声源级控制方法,通过对误差影响因素的仿真分析确定误差补偿系数,并在确定约束条件的前提下利用先验知识提出参数设计方法,保证了干扰噪声输出源级误差范围可控.仿真结果验证,该方法可以实现对抗多目标情况下干扰噪声源级起伏误差≤1 dB,具有良好的工程实现价值.
LLC谐振变换器在高功率脉冲负载应用场合,电源存在空载电压增益失真以及间歇工作模式电压动态特性变差的问题,为此文章提出了优化的控制电路和控制方案,使LLC工作在连续模式,极大地提高电源的动态响应和空载纹波等特性.为了验证所提出的方法,在10 kW样机上进行了实验.实验结果表明,所提的优化和控制策略是有效和可行的.
在水声定位和水声通信领域,自适应陷波器和正交接收机是常用的单频脉冲信号的处理工具.文章对自适应陷波器和正交接收机性能进行了对比分析,分别对二者的幅频特性和检测性能进行了仿真对比分析;在无相邻频段信号串扰时,正交接收机输出检测性能略优于自适应陷波器;当存在相邻频带间串扰时,通过合理设置参考通道,自适应陷波器可在其余通道中心频率处产生陷波效果,有效提升低信干比条件下的检测概率.计算量和存储空间分析表明,二者所需运算量和存储空间较少,可应用于实时信号处理中.
水下潜航器等人造目标给海洋装备设施带来了安全威胁,从鱼类等众多海洋生物中准确识别水下潜航器目标成为不可忽视的问题.声呐图像自身存在信噪比低、成像细节较少等特点,仅利用目标形状等静态特征难以对声呐图像中外观相近的水下潜航器和鱼类进行有效区分.连续声呐图像序列中隐含了目标运动特征信息,文章提出了一种基于三维 Zernike 速度矩的水下运动目标特征提取方法,该方法通过计算连续声呐图像序列的给定阶数三维 Zernike 速度矩,得到从 0 阶到相应阶数的所有矩特征值,将各阶所有矩特征值组合为特征向量,从而形成包含目标形状、运动速度以及高阶细节信息的目标特征.运用二值化的实际声呐图像序列数据进行了计算试验,结果表明,运用该方法提取得到的鱼类和水下潜航器两类目标的特征向量具有较好的可分性.
拖曳线列阵阵内故障的排查是拖线阵声呐维修的难点.文章从供电角度对常见故障现象进行排查.主要从供电工作原理出发,分析供电故障机理,提出了拖线阵常见故障的查验及维修方法,为后续拖线阵维修提供参考.
在油井的钻探和开采中,油井动液面的监测对于现场的安全保障以及作业效率提升十分重要.在实际应用中,将油井动液面监测设备固定安装于油井的节流管汇处,关井的情形下,可以得到相对稳定的回波信号.但用常规的回波处理方法并不能够得到准确的井下动液面的深度,为此,文章基于区间最小二乘平滑滤波的回波处理方法,提出一种自动识别油井井下动液面位置的算法,该算法能够将复杂液面回波进行优化处理,得到更加清晰的液面回波特征.经过实测数据验证,使用本算法的井下动液面位置在线监测自动识别误差<5%.
针对超低频测量水听器性能的校准,首先阐述超低频测量水听器声压灵敏度的校准原理,对系统构成进行了介绍,搭建了校准系统,选用一型超低频测量水听器,对其 0.001～1 Hz 频率范围的声压灵敏度进行了校准,分析计算了测量不确定度,声压灵敏度的扩展测量不确定估计为 1.0 dB(k=2).实验结果表明,校准系统可以准确校准超低频测量水听器的声压灵敏度.
在液压拖曳绞车上,采用变量泵、比例换向阀进行马达调速,在某些情况下泵压力会抖动,导致执行器工作异常.为此,文章先对该系统液压系统组成、工作原理进行了介绍,对泵压力抖动机理进行分析、提出解决方法并应用于 3 个实际案例,结果验证了其可行性.该研究可以有效提高液压系统压力抖动的故障定位效率.
信息化、智能化和体系化是未来水声装备保障工作发展重要的特点.文章阐述国外相关综合保障系统、预测与健康管理技术发展现状,综合分析了水声装备健康管理与综合保障的发展趋势与关键技术,提出了下一步发展建议和初步应用方案,为提升我国水声装备服务保障能力和技术水平提供参考.
在存储式仪器过钻杆测井操作下,为监督井下仪器状态,提高测井安全性能与时效性,文章为MLIS电缆直读/存储多模式满贯测井系统(73系列)设计智能释放与无线通讯仪器.该仪器可以实现井下仪器的预置条件控制释放与过钻杆井下仪器串打捞.在仪器下放过程通过短距无线通讯可以获取并监控井下仪器状态,控制井下仪器执行特定操作,比如密度仪器的收臂等动作.室内环境与模拟环境测试表明,该仪器能够在复杂的井下环境满足过钻杆存储测井功能.
为满足高精度超声波燃气表的性能需要,文章提出一种适用于燃气表中的超声换能器.通过对换能器结构设计,得到较为纯净的厚度振动模态,并在此基础上进行了超声换能器的制作与测试.测试结果表明:换能器在 500 kHz附近具有较为纯粹的厚度振动形式,在常温常压下其收发灵敏度及信号拖尾情况达到松下换能器水准.
通过升级改造VSP(Vertical Seismic Profiling)设备,研制高温高速VSP仪器,并使用新设备进行超深井、高温高压井作业.VSP 采集数据中常含有面波等低频干扰信号,会对微弱地震有效信号进行完全压制,加大对地震资料处理的难度.根据面波信号特点,采用常规的零相位带通滤波无法有效去除,且对有效的低频信号造成影响,面波能量及其干扰会影响后续VDL测井成像的质量.文章采用小波包对地震资料数据进行特征提取,对低频分量进行面波压制,再对有效特征信号进行重构得到较为合理的地震信号数据.文章最终采用Daubechies 8 小波基,计算过程中能够自适应分解具体层数.实际数据的应用效果分析验证,该小波包变换对地震信息的面波压制具有可行性和通用性.
锚系承力电缆的承力制作工艺必须保证电缆的承载力以及可靠性.为此,文章提出一种水下设备锚系承力电缆承力制作工艺,并对制作完成的电缆进行了破断力试验.试验结果表明,该工艺大大提升了锚系承力电缆的承载力和破断力.该承力电缆承力制作工艺可为相关水下设备提供参考.
针对井中套管外永置式微地震监测应用需求,设计了一种耐高温高压的小尺寸光纤MEMS井下微地震检波器,利用有限元分析软件ANSYS对设计的光纤MEMS地震检波器进行仿真分析.仿真结果显示,该型检波器在 0～350 Hz的频响范围内能达到 75.562 nm/g的加速度灵敏度,横/轴向加速度灵敏度比值为 7×10-4,可实现百十μg量级的井中地震信号监测.采用高集成度结构设计实现外径16.6 mm的紧凑型光纤MEMS地震检波器,具备套管外永置式安装能力;选用硅基MEMS芯片抑制高温交叉影响并通过对结构材料筛选达到＞200℃的耐温性能;压力仿真结果表明,设计的光纤MEMS地震检波器具备 200 Mpa耐压能力,可满足油气井套管外微地震监测的应用需求.
浅海复杂多变的水文环境严重影响了水下目标辐射噪声特性,给航空声呐探测带来了巨大的挑战.在分析水下目标辐射噪声谱特征的基础上,讨论了浅海水文环境及其传播规律,基于波导不变性理论,对典型浅海环境条件下运动目标辐射噪声形成的时间-频率干涉谱进行了理论分析和仿真验证.结果表明:在Pekeris波导、负梯度和正梯度等典型浅海环境条件下,波导不变量存在差异,被动全向声呐浮标接收到的不同噪声谱声源信号具有明显的干涉特征.根据干涉谱和浅海环境参数信息可实现目标运动态势的判读.
弯曲振子是弯曲振动压电陶瓷换能器的关键零部件.在换能器生产过程中作为有源器件的弯曲振子容易出现各类不合格情况,影响产品的整体合格率.文章以故障树分析法为基础,深入分析了弯曲振子的生产特点和故障模式,建立了弯曲振子不合格的故障树模型,根据生产情况完成底事件梳理,对故障相关的底事件进行定性分析和定量计算,并以实际生产情况为样本,验证该故障树分析法的有效性,有效提高了弯曲振子故障定位的精确度和可靠性.
声呐是舰船装备必不可少的一部分,在整个寿命期内保持良好的战术性能对作战效能的稳定发挥尤为重要.为此,必须重视前期保障性设计和交付使用后的综合保障工作.文章在分析声呐装备工作特点基础上,结合水声技术发展趋势,提出了舰船声呐保障建设的思路和措施,以期对完善声呐装备综合保障工作、加强全寿期管理提供参考.
