本文選題：聲速測量 + 互相關(guān)法��； 參考：《天津理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：精準(zhǔn)的聲速能夠及時(shí)有效地為測深儀、測距儀、聲納儀等水聲設(shè)備校正測量誤差提供準(zhǔn)確的聲速數(shù)據(jù),良好地反應(yīng)海洋環(huán)境狀況,對海洋研究、海洋監(jiān)測有重大意義,是當(dāng)今水文研究領(lǐng)域不可或缺的重要參數(shù)。本文主要對水中聲速測量算法進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)對水中聲速值的精確測量。論文從以下幾個(gè)方面展開:(1)對海水聲速分布特點(diǎn)以及主要影響因素進(jìn)行分析總結(jié),歸納了溫度、鹽度以及壓力對聲速的影響規(guī)律。對聲速間接測量方法、直接測量原理及特點(diǎn)分析總結(jié),重點(diǎn)闡述了時(shí)差法聲速測量原理、特點(diǎn)以及現(xiàn)有測量技術(shù)的研究概況。(2)針對超聲波發(fā)射信號與接收信號之間相關(guān)性強(qiáng),與隨機(jī)噪聲相關(guān)性弱的特點(diǎn),采用互相關(guān)法獲取超聲波傳播時(shí)間,利用雙光束激光干涉儀測量超聲波傳播距離,實(shí)現(xiàn)對聲速的直接測量。(3)超聲波信號在傳播過程中受外界噪聲干擾,為提高時(shí)間測量精度,對采集的接收信號數(shù)據(jù)開展了小波閾值去噪技術(shù)的研究,互相關(guān)法求超聲波傳播時(shí)間后進(jìn)行拋物線插值,提升了超聲波傳播時(shí)間測量精確度。(4)利用恒溫水槽、高精度鉑電阻溫度計(jì)及精密測溫電橋、高分辨率數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等建立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),分別在海水和純水中進(jìn)行聲速測量實(shí)驗(yàn)。對測量環(huán)境數(shù)據(jù)、超聲波傳播距離以及傳播時(shí)間測量不確定度進(jìn)行評定,驗(yàn)證了基于互相關(guān)法的聲速測量方法的可行性。
[Abstract]:Accurate sound speed can provide accurate sound velocity data for the correction and measurement errors of bathymetry, rangefinder, sonar and other underwater acoustic devices in time and effectively, and can well reflect the marine environmental conditions. It is of great significance to ocean research and ocean monitoring. It is an indispensable and important parameter in the field of hydrological research. In this paper, the algorithm of acoustic velocity measurement in water is studied, and the accurate measurement of sound velocity in water is realized. The main contents of this paper are as follows: (1) the characteristics of the velocity of sound in seawater and the main influencing factors are analyzed and summarized, and the influence of temperature, salinity and pressure on the velocity of sound is summarized. This paper analyzes and summarizes the indirect measurement method of sound velocity, the principle and characteristics of direct measurement, and emphatically expounds the principle, characteristics and research situation of the existing measurement technology. (2) aiming at the strong correlation between the ultrasonic emission signal and the received signal, Because of the weak correlation with random noise, the ultrasonic propagation time is obtained by cross-correlation method, and the ultrasonic propagation distance is measured by using a dual-beam laser interferometer. To realize the direct measurement of sound velocity. (3) the ultrasonic signal is disturbed by external noise in the process of propagation. In order to improve the accuracy of time measurement, the wavelet threshold de-noising technology is developed for the collected received signal data. After calculating ultrasonic propagation time by cross-correlation method, parabola interpolation is carried out to improve the accuracy of ultrasonic propagation time measurement. (4) using constant temperature flume, high precision platinum resistance thermometer and precision temperature measuring bridge, A high resolution data acquisition system was established to measure the sound velocity in seawater and pure water respectively. The uncertainty of measuring environmental data, ultrasonic propagation distance and propagation time is evaluated, and the feasibility of the method based on cross-correlation is verified.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P733.2;TB566

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本文編號：2069641