海水声速测量方法研究【毕业论文+开题报告+文献综述】

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1、本科毕业论文开题报告海洋科学海水声速测量方法研究一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义对水下声的最早记载是1490年的意大利达·芬奇做出的。他写道：“如果停船将长管的一端插入水中，而将管的开口放在耳旁，能听到远处的航船”，距今已五百年。当然，和现代的声纳相比，这种最原始的的“声纳”的性能是十分落后，但是直到第一次世界大战是这种方法还广为使用。1827年，瑞士物理学家D.Colladon和法国数学家C.Sturm合作，在日内瓦湖测量了水中的声速，这是水声的第一次定量测量，他们通过测定闪光和水下钟响之间的时间间隔，测得水中声速值为1435米/秒。此值与现代测量值十分接近

2、。水声的一个重要进展是焦耳在1840年发现额磁致伸缩效应和皮埃尔·居里在1880年发现了压电效应。这对水声技术的发展具有十分重要的意义。在此基础上，后人制成和和发展了水声压电换能器和磁致伸缩换能器，实现了水中电能和声能之间的转换。1912年的“泰坦尼克号”事件让人们意识到：海上航船必须安装导航、定位设备。之后不久，英国人L.F.Richardson提出了水下回声定位方案，即由船舶通过水下声发生器向水中发射声波，接收从暗礁、冰山等目标反射回来的回波，来实现探测目标的目的。这是水声史上第一个回声定位方案，遗憾的是他本人未能实现这一方案。1914年爆发的第一次世界大战促进了军用声纳的

3、发展。战争后期，德国人展开了“无限制潜艇战”，利用U型潜艇击沉了协约国的大量舰船，使其造成了重大的损失，迫使协约国投入大量的人力、物力研究对策，其中一个主要研究方向就是如何有效发现水下潜艇。在1916年，法国著名科学家郎之万和俄国电气工程师Constantin12Chilowsky接收到了海底回波和200米外的一块装甲板的回波。1917年，郎之万改进了他们的设备，应用石英-钢的夹心换能器和刚刚问世的真空管放大器，首次将电子学应用于水声学技术，并取得了成功。1918年，他收到了来自潜艇的回波，探测距离可达1500米，这是首次实现利用回声探测水下目标！1925年研制出了用于船舶导航

4、的水声设备——回声探测仪。第二次世界大战前后水声技术就已经得到了极为广泛的应用。那时几乎所有的军用舰都装备了水声观测设备，并在海战中发挥了重要作用。直到六十年代，随着海洋事业的发展，声纳技术以惊人的速度向民用方面转移。可想而知，水声技术在推动海洋开发方面所起的作用是毋庸置疑的。而海水声速的测量有时水声学的一个重要研究方向。从100多年前瑞士物理学家科拉顿第一次测出水中的声速以来，科学家们已经从大量的实验数据中找到了声速与海水的温度、盐度和压力的关系，并总结出了一个经验公式。因此只要测出海水的温度、盐度和压力，就可以根据公式算出海水中的声速了。而温度、盐度和压力这三个基本量可以在

5、海洋观测中测量出来。利用温度、盐度和压力来计算声速，曾是多年来获得海水中声速的惟一方法。经过多年的不断努力，在20世纪70年代初，科学家们终于找到了直接测量海水中声速的方法，并根据这一方法设计制造了声速测量器。很快声速测量器就成为人们迅速、准确测量水下声速的重要工具。海水声速是海洋监测的重要参数之一，其传播速度随时间、地点的不同而变化，一般为1430—1550m/s.实时地测量海水声速，可以快速、有效、方便地为探测仪、声纳等水声设备校正测量误差提供实时声速数据，为舰船等水声设备的活动搜集和提供重要的海洋环境参数。海水声速的研究在水文地质、反潜、电缆铺设和地质调查、采矿、地球物理

6、探测、声学系统、声层分析、水体微结构分析、水文水道测量、海洋调查勘察以及国防应用上都有着广泛的应用和重要的作用。本课题拟分析目前较为常见的声速测量方法，比较各自的优缺点、适用范围等，为海洋研究和海洋探测提供理论支持。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：本课题拟分析目前较为常见的声速测量方法，比较各自的优缺点、适用范围等，为海洋研究和海洋探测提供理论支持。三、研究步骤、方法及措施：研究步骤：1.海水声速测量方法的研究的意义、历史和研究现状；2.总结目前常用声速测量方法及其应用范围、测量精度；3.简述海洋声速剖面反演技术；4.结合具体实例说明声速测量的应用及其发展前景。12方法及

7、措施：分析、设计、比较、理论联系实际。四、参考文献【1】JI.M.布列霍夫斯基，海洋声学.科学出版社，1983.1-6页【2】顾今海，叶学千，水声学基础,国防工业出版社，1981【3】杨雪，基于共振声谱法的海水声速测量技术研究[D]，国防科学技术大学硕士学位论文，2008【4】于连生，毫米级高精度海水声速测量技术研究，海洋技术，2003【5】秦臻，海洋开发与水声技术，海洋出版社，1984【6】R.J.尤立克，水声原理，哈尔滨船舶工程学院出版社，1990【7】于连生，利用超声共振法测量声速和声