實(shí)驗(yàn)名稱:
采礦環(huán)境下微地形超聲探測實(shí)驗(yàn)
研究方向：
渾水中的地形探測，不同波形的抗混響能力
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
（1）清水中高程值的探測：對兩個(gè)探測區(qū)（沉積物和礦石）的不同探測點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定后，向水池注水，利用不同波形對每個(gè)探測點(diǎn)進(jìn)行探測實(shí)驗(yàn)。然后利用相關(guān)法對信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算高程值，與標(biāo)定值進(jìn)行對比，計(jì)算測深精度。
（2）渾水中高程值探測：啟動(dòng)葉輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，攪動(dòng)采掘區(qū)底質(zhì)，待運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，利用不同波形對每個(gè)探測點(diǎn)進(jìn)行探測實(shí)驗(yàn)。然后利用相關(guān)法對信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算高程值，與在清水中的測量值進(jìn)行對比，分析其測深精度及誤差。提取采集信號(hào)中的目標(biāo)回波及混響，在頻域內(nèi)進(jìn)行分析，計(jì)算信混比，分析不同信號(hào)的抗混響能力。
測試目的：
驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的最優(yōu)波形在渾水中的探測精度及抗混響能力，并與常用聲吶信號(hào)的探測精度和抗混響能力進(jìn)行對比
測試設(shè)備：
上位機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及保存軟件、任意波形發(fā)生器(普源精電DG1022Z)、功率放大器(ATA-2021)、超聲探測電路、數(shù)據(jù)采集卡（研華1714）。
放大器型號(hào):ATA-2021
實(shí)驗(yàn)過程：
（1）搭建超聲探測系統(tǒng)；
（2）制備不同探測區(qū)
（3）向水池中注水；
（4）利用不同超聲波形分別在清水中及渾水中進(jìn)行探測實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
測試結(jié)果：
(1)清水中不同波形探測結(jié)果 ：
(2)渾水中不同波形探測結(jié)果：
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
放大器在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的效能:驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷換能器，功率放大，電路匹配。
選擇該放大器的原因:
在公司進(jìn)行過實(shí)地考察，實(shí)測所選擇的ATA-2021，其性能滿足要求（VPP170V，帶寬1.5MHz,功率42.5W），本換能器最小阻抗約為150歐姆，ATA-2021最大電流為0.5A，可以達(dá)到的最大電壓為75V，不失真，把電壓調(diào)至最大85V時(shí)，同樣沒有失真，說明所給的參數(shù)0.5A還是有一定余量的，性能不錯(cuò)。利用中心頻譜為160kHz的壓電陶瓷換能器（海聲科技定制）測試距離為0.5米時(shí)，回波峰峰值電壓可以達(dá)到4V，實(shí)驗(yàn)室測試距離為1m，回波不經(jīng)過放大大約為0.1V（發(fā)射電壓為vpp140V），總之，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本放大器性能十分優(yōu)越。建議其他用戶根據(jù)自己換能器的參數(shù)進(jìn)行選擇。