告別“大箱小箱”——LST-DH數(shù)字水聽(tīng)器如何用一根網(wǎng)線重塑水下聲學(xué)測(cè)量體驗(yàn)

在水下聲學(xué)測(cè)量領(lǐng)域，傳統(tǒng)的工作流程往往讓科研人員和工程團(tuán)隊(duì)又愛(ài)又恨——小型調(diào)查船上，前置放大器、濾波器、數(shù)據(jù)采集卡、筆記本電腦、交流電源等設(shè)備堆滿了工作臺(tái)，各種線纜交錯(cuò)纏繞，一套完整的水聲采集系統(tǒng)搬運(yùn)和調(diào)試就要耗費(fèi)大半天。而現(xiàn)在，南京聚海信息科技有限公司代理的LST-DH系列數(shù)字水聽(tīng)器，正在用一個(gè)優(yōu)雅的方案改寫(xiě)這一局面：只需一臺(tái)數(shù)字水聽(tīng)器、一根網(wǎng)線、一臺(tái)筆記本電腦和一塊12V鋰電池，就能完成過(guò)去需要一整套設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)的水聲信號(hào)實(shí)時(shí)采集與分析。

從“信號(hào)鏈”到“單機(jī)化”——一場(chǎng)水聽(tīng)器的集成革命

水聽(tīng)器作為水下聲學(xué)測(cè)量的“耳朵”，其核心工作原理是以壓電陶瓷等壓電材料作為敏感單元，當(dāng)水下聲波作用于壓電元件時(shí)，材料發(fā)生機(jī)械形變并產(chǎn)生交變電荷，將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。傳統(tǒng)模擬水聽(tīng)器只負(fù)責(zé)完成“聲→電”的轉(zhuǎn)換，輸出的是微弱的模擬電壓信號(hào)。后續(xù)還需要連接前置放大器進(jìn)行信號(hào)放大、濾波器消除帶外噪聲、數(shù)據(jù)采集卡完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終才能將數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。每一個(gè)環(huán)節(jié)都意味著額外的設(shè)備、額外的功耗和額外的故障風(fēng)險(xiǎn)。

LST-DH系列數(shù)字水聽(tīng)器則選擇了一條不同的技術(shù)路線。它將高靈敏度水聽(tīng)器換能器、放大調(diào)理電路、高階濾波器和24bit高分辨率數(shù)據(jù)采集單元全部集成于一體，水聽(tīng)器直接輸出數(shù)字信號(hào)，通過(guò)一根標(biāo)準(zhǔn)百兆網(wǎng)線與電腦連接即可使用。這一設(shè)計(jì)帶來(lái)的不僅是設(shè)備數(shù)量的銳減，更是系統(tǒng)可靠性和抗干擾性能的質(zhì)的飛躍——數(shù)字信號(hào)在網(wǎng)線中的傳輸遠(yuǎn)比微弱的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)多級(jí)設(shè)備互聯(lián)穩(wěn)定得多。

一個(gè)背包，完成整場(chǎng)水聲實(shí)驗(yàn)

便攜性是LST-DH系列最令人印象深刻的實(shí)際體驗(yàn)。產(chǎn)品尺寸僅約φ30×120 mm，重量約200克（不含電纜），標(biāo)準(zhǔn)電纜長(zhǎng)度20米（支持定制至200米）。一套標(biāo)準(zhǔn)配置（含20米電纜）的重量小于3kg。

無(wú)需考慮笨重的放大器和采集設(shè)備，無(wú)需攜帶發(fā)電機(jī)或?qū)ふ医涣麟娫础粔K12V/3000mAh的鋰電池即可支持連續(xù)工作24小時(shí)以上。對(duì)于需要前往偏遠(yuǎn)海域、海島進(jìn)行外場(chǎng)聲學(xué)調(diào)查的團(tuán)隊(duì)而言，一個(gè)小型背包即可裝下全部設(shè)備，極大降低了運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)布放的人力與時(shí)間成本。

自噪聲低于0級(jí)海況——自己“夠安靜”，才能聽(tīng)見(jiàn)遠(yuǎn)方的聲音

衡量水聽(tīng)器品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一是等效自噪聲——也就是水聽(tīng)器自身在無(wú)聲環(huán)境中產(chǎn)生的本底噪聲水平。如果設(shè)備自身的電子噪聲過(guò)高，微弱的遠(yuǎn)距離水聲信號(hào)就會(huì)淹沒(méi)在設(shè)備噪聲中。

LST-DH系列通過(guò)優(yōu)良的低噪聲設(shè)計(jì)，工作頻帶內(nèi)的自噪聲遠(yuǎn)低于0級(jí)海況下的海洋環(huán)境噪聲，等效自噪聲低至<38dB@1kHz。這意味著在絕大多數(shù)實(shí)際海況條件下，限制探測(cè)能力的因素是海洋自身的背景噪聲，而非設(shè)備本身的底噪。對(duì)于需要捕捉遠(yuǎn)距離艦船噪聲、微弱海洋生物發(fā)聲信號(hào)的用戶而言，這一特性尤為關(guān)鍵。

自帶軟件，開(kāi)箱即用

LST-DH系列配套的上位機(jī)數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)一步降低了使用門(mén)檻。軟件支持時(shí)域信號(hào)的實(shí)時(shí)波形顯示與播放、數(shù)據(jù)連續(xù)存儲(chǔ)與回放，并內(nèi)置FFT頻譜分析、LOFAR譜分析和功率譜分析等功能。用戶無(wú)需自行編寫(xiě)信號(hào)處理程序，設(shè)備到手即可快速進(jìn)入工作狀態(tài)。

DH01、DH02、DH03：三款型號(hào)精準(zhǔn)匹配不同需求

LST-DH系列提供三種型號(hào)供用戶選擇：

◆LST-DH01：工作頻帶10Hz～100kHz，靈敏度-164dB re 1V/μPa，最大采樣率256KSPS，適用于常規(guī)海洋環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)、水聲通信信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)景。

◆LST-DH02：工作頻帶10Hz～100kHz，靈敏度同DH01，但最大采樣率提升至512KSPS，適合對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)間分辨率有更高要求的科研實(shí)驗(yàn)。

◆LST-DH03：工作頻帶擴(kuò)展至10Hz～200kHz，靈敏度-169dB re 1V/μPa，最大采樣率512KSPS，能夠覆蓋鯨豚類(lèi)高頻哨聲和寬頻帶環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)需求。

三款型號(hào)均支持多通道擴(kuò)展，可根據(jù)需求靈活組建水聽(tīng)器陣列。設(shè)備工作深度小于500米（可定制深水版本），工作溫度-10℃～+60℃，數(shù)據(jù)協(xié)議支持UDP/TCP，供電方式支持POE或12-24V DC，典型功耗僅1.2W。

典型應(yīng)用：從科研到工程的全場(chǎng)景覆蓋

LST-DH系列數(shù)字水聽(tīng)器已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。在科學(xué)研究層面，可用于水面和水下載體噪聲探測(cè)、水聲信道傳播損失監(jiān)測(cè)、水聲通信信號(hào)監(jiān)測(cè)及外場(chǎng)科研試驗(yàn)等；在工業(yè)和民用領(lǐng)域，同樣適用于海上風(fēng)電場(chǎng)水下噪聲檢測(cè)、漁場(chǎng)輔助養(yǎng)殖、水生物活動(dòng)監(jiān)測(cè)和施工現(xiàn)場(chǎng)水下噪聲監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。

南京聚海：專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)全程護(hù)航

南京聚海信息科技有限公司作為L(zhǎng)ST-DH系列數(shù)字水聽(tīng)器的代理商，是一家由資深海洋專(zhuān)業(yè)技術(shù)和管理團(tuán)隊(duì)組成的高科技民營(yíng)企業(yè)，涵蓋海洋測(cè)繪與調(diào)查、地球水文、導(dǎo)航定位、系統(tǒng)集成、海洋工程服務(wù)等業(yè)務(wù)板塊。公司與眾多國(guó)內(nèi)外海洋設(shè)備制造商保持密切合作，為客戶提供從設(shè)備選型到售后維護(hù)的全流程解決方案

三、使用方法

連接方法