【《国内外液体声速测量的研究现状文献综述》2200字】

国内外液体声速测量的研究现状文献综述人类对于海水声速的测量是很悠久的，第一次是测量海水中的声速，大约1816年，由弗朗索瓦·伯当特，在法国地中海，涉及一个水下钟和一个游泳者挥舞旗帜。在改进了声光同步的情况下，1826年，Colladon和Sturm在日内瓦湖进行了更精确的测定。见图1.1所示。图1.1人类第一次声速测试实验此次测量声波是利用计算在水中横渡日内瓦湖和空气中闪光的时间间隔，他们获得了水中声速。这次水中传播速度的试验是历史上第一次测试。在1912年4月15日，皇家邮轮“泰坦尼克号”(RMSTitanic)的悲剧性碰撞和随后的沉没引发了一系列旨在对附近冰山提供预警的活动和想法。接着后来，在一次更大的悲剧中，德国潜艇造成了生命的损失，这为人们提供了智力和资源，从而导致了水下探测系统的发展。图1.2泰坦尼克号碰撞雷金纳德·费森登(Reginaldfessenen)在1913年为电磁换能器申请了专利，并在1914年4月27日演示了该换能器的使用:在“近两英里”(即大约3-4公里)的距离探测到冰山的存在。这个装置被称为费森登振荡器。法国和英国的努力始于1915年，当时保罗·朗之万(PaulLangevin)和俄罗斯工程师康斯坦丁·奇洛斯基(ConstantinChilowski)在巴黎工作，而a·b·伍德(A.B.Wood)和哈罗德·杰拉德(HaroldGerrard)在曼彻斯特工作。法国研究的重点是回声定位(现代术语称为“主动声纳”)，而英国研究小组最初集中于被称为水听器的听力设备(“被动声纳”)。现在，液体声速的测量在国内外方法主要包括有两种:直接测量法间和间接测量法，海水声速的间接测量方法主要是利用了海水声速与海水的盐度、温度和压力的经验公式来计算声速，而直接测量法则根据数学模型相关量测量，测量的是有关联的量，然后通过数学模型计算得到声速。平时用得比较广的直接测量法主要是共振声谱法、驻波干涉法、相位比较法、时差法等。在1914年，首个回声定位仪诞生。即使在那个年代的科学技术没有现在这么先进，尤其是对海水声速的检测，受技术的限制，当时的定位精度不是很高。这次诞生在技术上有很大的突破，一些新的水声技术出现，得到新的技术至此，为后面学者提供了数据。液体声速测量技术也得到进一步提升。经历了几十年的发展，通过前人大量的实验数据结果的前提下，在1925年，终于首台水声设备产生了，这是用于船上测深度的，对于当时的技术来说，这是一次跨越性的突破。当时海水声速测量开始被人们重视起来，对于应用到实际中来变得越来越重要了。海水声速测量的重要性得到大家的认可。在1928年七月,通过充分分析GeorgeW.Pierce的声速测量大量理论知识以及其原理方法，J.C.Hubbard与A.L.Loomis两位研究者根据前人的实验研发成果发明了适用于液体声速测量的声波干涉仪。在1931年，美国海军科学研究实验室的多名研究者在总结和分析研究成果以及其他科学家技术的基础上，又再次在水声学上取得重点突破。并且在波长测定方法上取得了一定进展，成功发明了超声波干涉仪。在国内，利用布里渊散射技术，尔滨工业大学、北京师范大学、华中科技大学、南昌航空大学等高校。也在进行海洋领域的声速测量。在2000年，北师大刘大河教授检测35%模拟海水中的声速。此次测量是基于自释放布里渊散射方法，此方法是非接触测量，大大减少了接触来的影响。而且这样测量抗干扰能力强、实时性好。由此检测精度得到进一步提高，可以通过遥感进行实时测量。然后在后来第二年，测量的结果精度更高。在2013年，利用布里渊散射检测原理及实验方法，北师大的任晓斌、龚文平、南昌航空大学的何星岛教授、华中科技大学的马勇等研究人员对海水声速等参数的测量做了大量的分析研究。声浮标声速航仪水声通信仪水声释放仪图1.3水声设备在海洋领域，人类活动越来越多。人们的娱乐需求和资源开发也都向海洋方向进行。科学越来越，人们对未知领域的探索也开始增多，人们对水领域的设备需求量越来越多，要求也越来越高。水声在越来越多的领域得到应用，很多新的水声设备就慢慢诞生了。如水声制导鱼雷、声速仪、水雷、水声通信仪器、声浮标水声通信仪器、回波探测器、鱼类探测等。见图1.3水声设备。根据利用海水的经验公式计算声速，对比国外CTD仪器精度，我国的仪器精度不是很高。在CTD仪器设备的开发技术，有YSI、FSI、迎海等约十家知名公司。美国CTD测量技术发展已经很顶端了。并且不仅仅设备需求量很大，而且设备性能质量都走在世界前端，无论是仪器种类还是仪器的测量精度在国际市场的都是领头羊。国外GO公司的MARK3C/WOCE和公司的SBE911plus都是最具典型商产品。它们的优异性能和测量技术被广泛认同。参考文献[1]薛震,刘阳.液体声速随温度变化的特性研究[J].大学物理实验,2012,25(004):78-80.[2]李荣福,高春歌,李宪龙.测量液体声速的几种方法的探讨[J].大学物理实验,2002.[3]吴庚柱,王建华.超声光栅测液体声速原理和实验[J].大学物理实验,1999(04):6-10.[4]戴卫华.海水声速测量的双频信号检测法研究[D].国防科学技术大学.[5]张宝华,赵梅.海水声速测量方法及其应用.声学技术,2013.[6]吴黎杰,蒋志迪,张晴月.基于相位差法海水声速测量系统设计[J].传感器与微系统,2018,v.37;No.319(09):65-67+71.[7]陈健.基于信号相位差的海水声速测量方法研究[D].国防科学技术大学,2011.[8]张忠兵,马远良,杨坤德,等.浅海声速剖面的匹配波束反演方法[J].声学学报,2005(2):103-107.[9]薛彬,王志洋,王崧,等.一种基于光学频率梳干涉的高精度海水声速测量方法:,CN108844613A[P].2018.[10]魏佳佳.超声液体声学特性测量技术研究[D].华南理工大学,2014.[11]廖子莹,向文丽.利用超声光栅测量液体声速的影响研究[J].大学物理实验,2018,v.31；No.130(03):18-22.[12]伍肆[1,2,3]冯晓娟[2]林鸿[2]张金涛[2]王松林[1].差分飞行时间法精密测量高压液体声速的研究[J].计量学报,2015(36):337-343.[13]李刚,谢子铭.高精度海水声速测量系统设计[J].工业计量,2015,025(001):13-17.[14]谢子铭.高精度双通道海水声速测量系统研究[D].天津理工大学,2016.[15]李志伟.声