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實(shí)驗(yàn)名稱:

采礦環(huán)境下微地形超聲探測(cè)實(shí)驗(yàn)

研究方向：

渾水中的地形探測(cè)，不同波形的抗混響能力

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

（1）清水中高程值的探測(cè)：對(duì)兩個(gè)探測(cè)區(qū)（沉積物和礦石）的不同探測(cè)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定后，向水池注水，利用不同波形對(duì)每個(gè)探測(cè)點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)實(shí)驗(yàn)。然后利用相關(guān)法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算高程值，與標(biāo)定值進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算測(cè)深精度。

（2）渾水中高程值探測(cè)：?jiǎn)?dòng)葉輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，攪動(dòng)采掘區(qū)底質(zhì)，待運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，利用不同波形對(duì)每個(gè)探測(cè)點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)實(shí)驗(yàn)。然后利用相關(guān)法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算高程值，與在清水中的測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比，分析其測(cè)深精度及誤差。提取采集信號(hào)中的目標(biāo)回波及混響，在頻域內(nèi)進(jìn)行分析，計(jì)算信混比，分析不同信號(hào)的抗混響能力。

測(cè)試目的：

驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的最優(yōu)波形在渾水中的探測(cè)精度及抗混響能力，并與常用聲吶信號(hào)的探測(cè)精度和抗混響能力進(jìn)行對(duì)比

測(cè)試設(shè)備：

上位機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及保存軟件、任意波形發(fā)生器(普源精電DG1022Z)、功率放大器(ATA-2021)、超聲探測(cè)電路、數(shù)據(jù)采集卡（研華1714）。

放大器型號(hào):ATA-2021

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

（1）搭建超聲探測(cè)系統(tǒng)；

（2）制備不同探測(cè)區(qū)

（3）向水池中注水；

（4）利用不同超聲波形分別在清水中及渾水中進(jìn)行探測(cè)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

測(cè)試結(jié)果：

(1)清水中不同波形探測(cè)結(jié)果 ：

(2)渾水中不同波形探測(cè)結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能:驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷換能器，功率放大，電路匹配。

選擇該放大器的原因:

在公司進(jìn)行過(guò)實(shí)地考察，實(shí)測(cè)所選擇的ATA-2021，其性能滿足要求（VPP170V，帶寬1.5MHz,功率42.5W），本換能器最小阻抗約為150歐姆，ATA-2021最大電流為0.5A，可以達(dá)到的最大電壓為75V，不失真，把電壓調(diào)至最大85V時(shí)，同樣沒(méi)有失真，說(shuō)明所給的參數(shù)0.5A還是有一定余量的，性能不錯(cuò)。利用中心頻譜為160kHz的壓電陶瓷換能器（海聲科技定制）測(cè)試距離為0.5米時(shí)，回波峰峰值電壓可以達(dá)到4V，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試距離為1m，回波不經(jīng)過(guò)放大大約為0.1V（發(fā)射電壓為vpp140V），總之，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本放大器性能十分優(yōu)越。建議其他用戶根據(jù)自己換能器的參數(shù)進(jìn)行選擇。