第五讲新型光纤水听器和矢量水听器

光纤水听器和矢量水听器作为当前水声研究领域最具有代表性的两大技术倍受业界关注。光纤水听器的重要贡献在于，从一个全新的角度出发，试图解决传统的水声传感和声纳数据传输一体化设计和实现的一系列问题，这有助于改善声纳系统的可靠性，并且有可能降低其制造、使用和维护的总成本。矢量水听器则由于其特有的指向性和矢量一相位处理方法，在低频和甚低频水声微弱目标探测方面具有潜在的优势．经过不懈的努力，光纤水听器和矢量水听器系统已经从实验室逐渐进入到工程应用阶段．这些对未来声纳系统的发展会产生相当重要的影响．文章尝试从声纳设计的角度对这两者的技术现状进行简要综述，包括它们各自的物理基础、工作原理、关键技术和应用领域．     

Fiber-optic reflex sensor for in-line production measurement

The paper describes experiments concerning distance measurement with fiber-optic sensor and improvement of the measurement principle. The sensor probe was well-designed with a small structure and multi-function. The novel optical fiber probe arrangement as well as the possibilities of use for complex measurement problems are explained using the measurement of an internal screw thread as an example. The experimental results show that the measurement uncertainty of the thread minor diameter can reach ±10 μm, and the stability of the measurement system is better than 0.07%.     

压差式矢量水听器方位估计中的干扰抵消

矢量水听器由于能获取声场中标量（声压）和矢量（振速）信息，因此单个的矢量水听器就可实现目标方位估计。单个矢量水听器是利用信号的声压和质点振速之间相关性进行信号方位估计，但是当存在干扰，并且干扰和信号之间相关时，如果对运用能量流进行方位估计的方法不加改进，则会出现很大的误差，甚至出现错误的估计。本文提出一种存在已知噪声干扰情况下的干扰抵消方法，并针对该方法进行了仿真试验，最后运用湖试数据进行了验证。结果表明，该方法能有效地减弱相千千柑对信号的影响，实现对信号的方位估计。     

拖曳线列阵用光纤水听器的研究

报道了光纤水听器用于拖曳线列阵的研究结果。在保证光纤水听器声相位灵敏度的前提下, 优化设计了光纤水听器的结构,降低了光纤水听器的加速度灵敏度36dB。实验测得在20-1600Hz 频段,该光纤水听器的相位灵敏度为-162．7dB,频段内灵敏度的起伏为±0．7dB,加速度灵敏度小于-30dB。     

基于可见吸收信号的乳酸脱氢酶光纤传感器

报道一种测定乳酸脱氢酶活力的基于可见吸收信号的光纤生物传感器，在该传感体系中，通过辅酶Ｉ的氧化还原对（ＮＡＤ＾＋／ＮＡＤＨ）将乳酸脱氢酶和心肌黄酶催化的两个脱氢过阳以耦合，第一个脱氢过程对分析对象进行了化学识别，第二个脱氢过程引起可见吸收信号的变化，该传感器对０～４００Ｕ／Ｌ的乳酸脱氢酶有线性响应关系，检测下限为４８ＵＬ，该传感器已用于人体血清中乳酸脱氢酶活力的测定。     

Piezoelectric Fiber－optic Spectroelectrochemistry──A New Technique of Spectroelectrochemistry in Combination With Piezoelectric Quartz Crystal Detection

ＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＦｉｂｅｒ－ｏｐｔｉｃＳｐｅｃｔｒｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ──ＡＮｅｗＴｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆＳｐｅｃｔｒｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｉｎＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎＷｉｔｈＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＱｕａｒｔｚＣｒ...     

单矢量水听器估计目标方位的方法与实验

为评估基于单矢量水听器的方位估计能力,在黄海海域对矢量水听器进行实验。矢量水听器吊放于接收船尾部,采用平均声强器和复声强器方位估计方法,并提出以概率密度值最大的方位角作为目标方位估计值的具体处理准则,对恒定方向、匀速行驶的目标船方位进行估计,并求出两种方法的方位估计误差。结果表明,水听器布放深度10 m时,对正横距离为0.42 km的航速10 kn的目标船,平均声强器方法的水平方位角估计误差18°,极角估计误差为5°,可以在离目标船最远1.17 km处估计其方位;复声强法的水平方位角估计误差为13°,极角估计误差为8°,可以在离目标船最远2.35 km处估计其方位。在有接收船的噪声干扰情况下,复声强器比平均声强器方法估计的方位更准确,可以对更远处的噪声源进行方位估计。     

基于光频调节的干涉型光纤水听器相位补偿检测方法

提出了一种基于光源频率调节的干涉型光纤水听器主动相位补偿的信号检测方法。详细介绍了该方法的基本检测原理,对信号解调误差进行了理论分析与仿真。为了验证该方法的可行性,搭建了实验系统,并编写了实时的信号采集、处理程序,对某一干涉型光纤水听器的声压灵敏度进行了测试。在频带20 Hz-1.3 kHz上,平均声压灵敏度为-162.2 dB(0 dB=1 rad/μPa),波动小于±0.8 dB,与采用相位载波调制解调方法测量的结果基本吻合。实验结果证明该方法是有效的。由于传感部分不含有源器件,便于实现全光纤化,且解调算法简单、检测频带宽,该方法能被广泛应用到各种干涉型光纤传感器的信号检测当中。     

光纤过程检测硫酸亚铁缓释片释放度

建立光纤药物溶出度实时测定仪（FODT）在线监测硫酸亚铁溶出度测定的新方法.研究发现通过络合反应检测Fe2＋是可行的,FODT测定硫酸亚铁缓释片释放度与AAS测定结果无统计学意义.利用FODT过程检测硫酸亚铁缓释片释放度,全面直观地反映了药品的释放过程和内在质量,较经典方法能提供更多信息,测定过程简便自动,测定结果准确可靠.