具有自校准功能的智能水听器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有自校准功能的智能水听器，用于解决现有水声测量系统测量精度低、动态范围小的技术问题。技术方案是包括前置滤波放大器、24bit?A/D转换器、数字信号处理器、数据记录存储器和数据通信接口。水听器将接收到的声压信号转换成模拟电压信号送前置滤波放大器，经过滤波放大后，通过24bit?A/D转换器转换成数字信号，数字信号处理器为24bit?A/D转换器提供采集所需要的时序，同时将24bit?A/D转换器采集到的数字信号存入数据记录存储器，或通过数据通信接口传输至计算机。由于将水听器与数字化单元集成于一体，测量精度由【背景技术】的不大于±1.5dB提高到±0.5dB，并提高了测量动态范围。
【专利说明】具有自校准功能的智能水听器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水听器，特别是涉及一种具有自校准功能的智能水听器。
【背景技术】
[0002]参照图2。水听器是把水下声信号转换成电信号的换能器。现有的水听器包括测量放大器、信号采集系统和计算机，采用模拟信号传输。水声测量实验中，水听器将接收到的声压信号转化成模拟电压信号，该信号通过电缆传输至测量放大器，经过放大、滤波后送信号采集系统，经信号采集系统转换成数字信号送至计算机进行分析处理，其弊端是模拟微弱电压信号经长线传输，极易受到环境干扰，测量精度不大于±1.5dB，测量动态范围不大于80dB。后期使用中需定期对水听器及测量设备进行计量、校准，维护成本较高。
【发明内容】
[0003]为了克服现有水声测量系统测量精度低、动态范围小的不足，本发明提供一种具有自校准功能的智能水听器。该水听器包括前置滤波放大器、24bit A/D转换器、数字信号处理器、数据记录存储器、数据通信接口以及计算机。使用时具有自校准功能的高精度智能水听器置于水下，与水上计算机之间数据传输采用网口、串口等数字信号，避免了模拟微弱信号的长线传输，测量精度高，动态范围大，后期使用中只需对水听器进行计量、校准，维护成本低、使用简单。利用专用软件可以获得实时波形图、时频图等，同时具有水听器自检、测试和校准功能。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有自校准功能的智能水听器，包括计算机，其特点是还包括前置滤波放大器、24bit A/D转换器、数字信号处理器、数据记录存储器和数据通信接口。水听器将接收到的声压信号转换成模拟电压信号传输至前置滤波放大器，经过滤波放大后，通过24bit A/D转换器转换成数字信号，数字信号处理器为24bit A/D转换器提供采集所需要的时序，同时将24bit A/D转换器采集到的数字信号存入数据记录存储器，或通过数据通信接口实时传输至计算机。
[0005]本发明的有益效果是:由于将水听器与数字化单元集成于一体，24bit A/D转换器和数字信号处理器可以直接将压电转换器件输出的模拟微弱电压信号转换成数字信号进行传输，数字信号具有极强的抗干扰能力，避免了模拟微弱电压信号的长线传输，提高了水听器的抗干扰能力；测量精度由【背景技术】的不大于±1.5dB提高到±0.5dB，测量动态范围由【背景技术】的不大于80dB提高到120dB。
[0006]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明具有自校准功能的智能水听器的组成示意图。
[0008]图2是【背景技术】中水声测量系统的组成示意图。【具体实施方式】
[0009]参照图1。本发明具有自校准功能的智能水听器包括前置滤波放大器、24bit A/D转换器、数字信号处理器、数据记录存储器和数据通信接口。水听器将接收到的声压信号转换成模拟电压信号传输至前置滤波放大器，经滤波放大后，通过24bit A/D转换器转换成数字信号，数字信号处理器为24bit A/D转换器提供采集所需要的时序，同时将24bit A/D转换器采集到的数字信号存入数据记录存储器中或通过数据通信接口实时传输至计算机。
[0010]具有自校准功能的高精度智能水听器各组件通过金属壳体密封，置于水下工作，通过电缆与计算机进行数字通讯及供电，数据传输模式为网口、串口等标准通信端口。金属壳体采用不锈钢材料，前端声接收压电转换器件采用聚氨酯橡胶硫化密封，并保证其透声性能，后端采用水密连接器与通讯电缆连接。电子组件包括前置滤波放大器、24bit A/D转换器、数字信号处理器、数据记录存储器以及数据通信接口。前置滤波放大器采用底噪声滤波器，噪声谱级不大于50nV/Hz，带宽为IOkHz?200kHz ；24bit A/D转换器采用串行接口的AD转换器AD7763，最大动态范围120dB，最大信噪比112dB，最大采样率为625kHz ;数字信号处理器采用高性能FPGA实现，完成ADC采样逻辑控制、数据记录控制、数据通信控制、采样同步输入/输出控制、FIR滤波等功能；数据记录存储器实现数据的实时记录最大容量可扩展至32GB ;数据通信接口具可根据需要选择RS232，RS422,10M/100M以太网等数字通信端口，实现数据的实时上传或事后分析。使用时将高精度宽带数字化水听器通过专用电缆与计算机连接，通过上位机软件可是实现数据实时采集、分析、存储等功能。
【权利要求】
1.一种具有自校准功能的智能水听器，包括计算机，其特征在于:还包括前置滤波放大器、24bit A/D转换器、数字信号处理器、数据记录存储器和数据通信接口 ；水听器将接收到的声压信号转换成模拟电压信号传输至前置滤波放大器，经过滤波放大后，通过24bitA/D转换器转换成数字信号，数字信号处理器为24bit A/D转换器提供采集所需要的时序，同时将24bit A/D转换器采集到的数字信号存入数据记录存储器，或通过数据通信接口实时传输至计算机。
【文档编号】G01H3/00GK103822697SQ201310671258
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】王海陆, 杨云川, 刘磊, 程学峰, 张俊 申请人:中国船舶重工集团公司第七〇五研究所