Page 190 - 《应用声学》2023年第6期

1300 2023 年 11 月

姿态角：考虑实际应用中的垂直鱼探仪主要照
ᔉᱚ
射鱼体背部，实验中设置鱼体背对换能器 (即鱼的
姿态角设定为 0 )，主要分析背部的回波。将鱼线系
◦
在鱼鳃上，鱼线两端分别固定于网箱两侧渔网上，调
ᳬᱼ
整鱼线，保证个体鱼位于换能器开角范围内。由于
鱼线较细，文中忽略鱼线的影响。
஥ᆃᱼ
᝵ඝࣱ吢 换能器频率：渔业资源评估中常用的换能器频
[9]
率是 38 kHz、120 kHz 和 200 kHz ，考虑近岸海域
图 3 实验用鱼 中小型鱼类居多，选用较高频率的换能器能获得更
Fig. 3 Fish used in experiments 好的中小型鱼检出率和更多的鱼体细节信息。实验
中选用中心频率为 200 kHz 和 450 kHz 换能器，换
表 1 自研双频鱼探仪主要技术参数 能器主要参数见表 1。在实验前，根据国际通用 TS
Table 1 The main technical parameters of 校准法 [15] ，用直径 23 mm 的标准铜球对自研双频
the self-developed dual-frequency fish de- 鱼探仪进行现场校正。
tector
2.2 水声数据处理
换能器参数 [16]
参数 单位 根据单回波检测准则 ：单次回波的最小和
200 kHz 450 kHz
最大长度一般为发射脉冲长度的 0.6倍和1.8 倍，对
200 kHz 渔业
换能器型号 YTY-450K-2102 应的单程最大增益补偿为 3 dB。设定最小检测门
声学换能器
换能器增益 10 20 dB 限值为 −60 dB，自动提取大于门限值的回波。以
发射信号类型 CW CW 200 kHz换能器采集数据为例，4 种鱼回波信号的时
发射功率 140 150 W
域波形差异明显，中心频率未发生明显偏移，如图 4
脉冲宽度 0.1 0.1 ms
所示。
吸收系数 0.06 0.12 dB/m
采样频率 10 10 MHz 2.2.1 TS测定
带宽 (−3 dB) 150∼250 380∼520 kHz 200 kHz 和 450 kHz 换能器激励下花鲈声图如
纵向波束
◦
8.8 9.1 ( ) 图5(a)所示，鱼体回波清晰，上下网箱底面反射信号
宽度 (−3 dB)
横向波束 明显，背景噪声较小。上下网底及花鲈TS如图 5(b)
8.4 8.9 ( )
◦
宽度 (−3 dB)
所示，TS值通过式(2)置换法计算。
1 1 1 1
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ॆʷӑࣨϙ 0 ॆʷӑࣨϙ 0 ॆʷӑࣨϙ 0 ॆʷӑࣨϙ 0

-1 -1 -1 -1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms ௑ᫎ/ms
(a) ௑۫ηՂ

ࣨϙ/mV 5 ᔉᱚ /V ࣨϙ 5 ᝵ඝࣱ吢 /V ࣨϙ 5 ᳬᱼ /V ࣨϙ 5 ஥ᆃᱼ

0 0 0 0
100 150 200 250 300 100 150 200 250 300 100 150 200 250 300 100 150 200 250 300
ᮠဋ/kHz ᮠဋ/kHz ᮠဋ/kHz ᮠဋ/kHz
(b) ᮠ៨
图 4 鱼声散射信号
Fig. 4 Acoustic scattering signal of fish