[发明专利]水声遥测频率仪

说明书

本发明涉及一种测量频率的装置。

采用声波在海洋中传输各种信息，是实现海洋遥测的主要手段。虽然先进的电子技术，为水声遥测技术的发展，提供了更加有利的条件，但由于海洋环境的复杂性和海洋声信道的时空多变性，给水声遥测技术所带来的困难仍然存在。水声遥测仪器往往由于强环境噪声的干扰，以及信号在传输中难免受到破坏，而无法正常工作。为此，如何根据信息的性质和特点，选择简单有效的传输方式和最佳的检测接收方法，历来就是水声技术研究的重要内容之一。随着海洋科技的发展，特别是观测海洋要素的需要，各种采集海洋要素的传感器已相继出现。变频信号作为传感器的直接输出或转换后的间接输出信号，是一种最常用的主要信号。当应用传感器采集海洋要素进行水下遥测时，为了避免由于多次的信息转换导致加大测量误差，总要求能对反映海洋要素信息的传感器输出信号的频率，直接进行遥测。尤其当传感器的输出不完全是线性时，对其输出信号频率的直接遥测，就更加需要。属于一种过零声信号分析仪，包含多个并联联接的相邻调谐滤波器通道，将输入的声信号分离成多个相邻的副载频。过零分析为每一个副载频测定他们相继过零的时间周期提供可能，那么，来自每一副载频的时间周期的倒数同时被规定用频率-时间对应显示。每一个滤波器通道同样也形成一个信号，此信号的幅度比例于各自对应的副载频的频率，由此形成一个以频率-幅度对应的显示。

SU-437-923号专利公开了一种由射频发射器和接收器组成的压电换能器来测量机械振动的谐振频率。这个发明涉及液化气体消耗的程度和速率，它包含浸没在液体中的两个压电晶体，其中一个由射频脉冲发生器激励，另一个是接收器，它将液体中的声波转换成电信号，通过放大后寄存在单元中。发明中所提出的测量方法的技术特点是通过变化射频脉冲的频率，使发射器的频率调整在谐振频率的附近，通过所转换的电信号的最大值的出现来确定液体中的谐振频率。谐振频率的精确值由频率计显示。

CN-86210266U专利公开了一种分段电极圆管水听器，采用了不等宽度的分段电极压电陶瓷圆管作为灵敏元件，从而实现了高灵敏度并简化了装配工艺。水听器的灵敏度为-179db（0db＝1v/μpa。灵敏度起伏±1.5db，频带为20Hz～45KHz，水听器自噪声低于海洋中的Wenz噪声，它可以检测海洋中最低的环境噪声。

虽然不少已有的海洋遥测仪器是为海洋要素的测量而设计的，但迄今还没有能遥测各种海洋要素传感器直接或间接（转换后）输出信号的频率的通用性仪器或设备

本发明的目的在于提供一种用于直接遥测水声信号频率的装置。

本发明包括信息发送器和信号接收机两部分。发送器采用PFM-PPM方式发送传输不同频段的频率信息，接收机采用取样接收处理方法，复原传感器输出的实时信号的频率。信息发送器包括一个以上（含一个）的海洋要素传感器、信号处理电路、发射换能器、电源和水密外筒等。信号处理电路包括整形放大电路、调整电路、调制计数器、门控电路、控制计数器、晶振器、与门、调制振荡器和功放电路等。传感器的输出信号经整形、放大和调制电路后送调制计数器实现PPM方式，调制计数器的PPM信号输出送与门1和2，与门的开启由门控电路2的输出控制，而门控2又受门控1的输出和控制计数器的输出通过与门3输出的控制。与门1和2的输出输入调制振荡器和返回门控1、2及调制计数器、控制计数器，调制振荡器输出的已调PEM-PPM信号经功放电路加于发射换能器。

信号接收机包括接收水听器（换能器）、宽带放大电路、数字选频滤波电路、取样处理电路和频率测量显示电路等。接收水听器的输出经宽带放大电路送入数字选频滤波电路，并输出PFM-PPM信号。

所说的取样处理电路包括频段控制电路、选频开关、计数器、反相器、与门和门控器等。数字选频滤波电路分两频段输出分别与频段控制电路和选频开关连接，频段控制电路的输出分别与选频开关和频率测量显示电路连接，选频开关的输出送与门1，门控器的输出送与门1，与门1的输出送与门2，与门2的输出返回计数器1和门控器，计数器1的输出送频率测量显示电路和反相器，反相器的输出作为与门2的输入。