仪器仪表学报

作者：程月祝，时洁，曹源，付晓月

单位：程月祝,1.哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001； 2.哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工信部重点实验室 哈尔滨150001； 3.哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001,Cccyza@163.com,时洁,1.哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001； 2.哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工信部重点实验室 哈尔滨150001； 3.哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001,shijie@hrbeu.edu.cn,曹源,1.哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001； 2.哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工信部重点实验室 哈尔滨150001； 3.哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001,,付晓月,1.哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001； 2.哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工信部重点实验室 哈尔滨150001； 3.哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001,

关键词：环境参数;测量系统;气泡散射;非线性参数

基金：国家自然科学基金（52327901，52271342,52171333）项目资助

海洋观测设备的相关研究，在海洋基础建设中的重要性不言而喻，其中的环境参数测量系统能够对海水介质的物理参数进行有效获取。提出从浅海气泡群声散射理论出发，描述介质动态参数—声学激发条件—声场演化规律之间的关系，阐述气泡群分布与介质的声学参数的关系式，利用其特殊的声散射特性进行环境参数测量。系统使用窄脉冲进行扫频，测量得到待测介质的入射声压、前向与背向散射声压幅值，可以实时测量介质的散射系数与衰减系数，代入气泡散射理论和非线性参数理论，可以实时测量得出浅海的环境参数，并在湖试实验中进行实地测量，对比实测的散射系数与测量结果对应的散射系数验证了系统测量的准确性。并且，已知纯水介质的非线性参数为3.5，实测得出的非线性参数最高可以到90，验证了浅海气泡的存在大大增加了介质的非线性，同时也说明了在浅海环境中不能直接使用纯水的非线性参数进行近似，实验结果也进一步表明了测量非线性参数的重要性。与常用的测量系统相对比，该测量系统简单、适用性强，适合应用于复杂环境，能快速的测量得出浅海环境参数，尤其是解决了一直以来无法快速测得浅海环境中的非线性参数的难点，在实际应用中也具有重要意义。

来源：2025年第5期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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