水聲探測設備常見干擾的原因分析及解決辦法

摘 要：本文從異常噪聲、設備故障及電磁干擾三個方面闡述了大多數情況下水聲探測設備干擾的形成原因，給出了常用的解決辦法。

關鍵詞：水聲；干擾

中圖分類號：TJ630 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

水聲探測設備是用于海洋測探的主要設備，然而在水聲探測設備的實際使用中，經常會出現各種各樣的干擾信號，這些干擾信號可能導致設備操作員無法分辨有效信息，嚴重影響設備的正常使用。同時，隨著船用設備現代化的發展，各種類型的電子設備不斷安裝在船只上有限的空間內，由此而來的相互間的電磁干擾和電磁兼容性問題就不可避免的出現了。因此，如何能有效的分析解決水聲探測設備使用中出現的干擾問題就變得非常重要了。本文將主要從水聲探測設備的異常噪聲、設備故障以及電磁干擾三個方面對典型的水聲探測設備干擾問題進行闡述、分析，并給出相應的解決辦法。

一、異常噪聲

現象：水聲探測設備在使用過程中，工作狀態正常，無故障發生，但在顯示或聽測某一方位的噪聲信號時，會出現不固定的干擾信號，這種干擾在視覺上多表現為較短的脈沖式起伏，聽起來頻率無明顯特征，出現的次數也不固定，但經常與本船的航行速度快慢等工況變化有關。

原因分析：此類干擾的分析首先應根據干擾的方位對干擾噪聲的來源進行初步判斷。如對傳感器安裝在船艏的水聲探測設備來說，當干擾的方位主要集中于船艏位置時，應對傳感器安裝部位進行重點排查，這種情況多由于傳感器安裝部位的聲學材料部件脫落、出現孔隙或松動引起。查找時應由外及內，由總到分的方式逐步排查，一般這種干擾較少出現，且干擾源較易查找；而當干擾信號出現在船艉時，情況則變得復雜的多，因為這種情況很多時候產生干擾的部位較難確定，干擾的聲信號多是通過衍射的方式傳到傳感器安裝部位從而被接收到的，對于這種干擾信號的分析排查需通過干擾發生時，本船工況的監視以及其它探測設備的協助才能做到快速準確定位。如某船在航行時，水聲探測設備中經?？梢月牭捷^為尖細的類似海豚叫聲的干擾信號，在設備顯示上，看不出明顯的干擾起伏，但在聽覺上可以分辨出干擾聲主要來自船的艉部的情況，就是通過相關部位各種水聲探測設備的協同配合，對船艉部的各種機械設備進行逐一排查，最后確定該干擾源系由于該船艉舵潤滑不理想導致的機械磨擦噪音所致。

解決辦法：此類的干擾因多由外部的異常機械噪聲引起，一般在機械故障排除或清理、緊固相關部位后，干擾即可消失。

二、設備故障

現象：水聲探測設備在使用過程中，工作狀態顯示正常，無明顯故障發生，但在顯示或聽測中，特定方位或全方位出現較為規律的干擾信號，如顯示為方波或三角波，聽覺上有較為明顯的單一或多個頻率特征，現象較為穩定，且與本船的航行速度快慢等工況變化無關。

原因分析：因此類干擾的出現與本船的航行速度等工況變化無關，可初步判斷干擾信號來自設備的電子部分。在水聲探測設備的電子部分中，數字信號處理部分一般較為穩定，且出現故障后的表現形式多為掃描線整體或部分缺失的故障現象，且目前水聲探測設備的數字處理部分多有故障代碼顯示，可直觀看到；而水聲探測設備的水下傳感器產生的模擬電信號及其傳輸過程以及后期的濾波、放大處理部分極易因短路、器件性能變化等因素產生自激振蕩信號，從而形成的干擾現象也多與此類似。因此，對此類干擾的排查應由易到難，由干到濕的逐步排查，甚至可對每一個傳感器的信號幅度進行測量、比對，并且對每一個傳感器的絕緣、供電情況進行仔細檢查。

解決辦法：若此種干擾系因電路板相關器件功能失常引起，更換相關器件即可；若是由于信號轉接傳輸過程中絕緣下降引起的短路引起，則需根據具體情況，在排除干擾后，仔細分析原因，做好相關的預防措施。

三、電磁干擾

水聲探測設備受到電磁干擾時從現象到設備本身的分析、排查的前期過程均與設備故障情況類似，不同的是在設備排查完成后，則需對全船的電子設備的電磁兼容情況做進一步排查。

一般情況下，對船用水聲探測設備電磁干擾的分析排查主要從四個方面入手：即空間電磁場、供電電網、用電設備以及接地系統。在這四個方面里，空間電磁場所引起的干擾，一般多由大功率電磁發射設備與水聲探測設備小信號傳輸部分距離過近引起，在設備及電纜布局設計合理的情況下，較少發生；供電電網引起的干擾可通過船電與岸電的切換進行排查；用電設備的排查則有些復雜，一般需通過干擾條件下對船上的各種用電設備進行逐個斷電，觀察干擾的消失或減弱情況，或通過無干擾條件下對船上用電設備逐個加電，觀察干擾的出現或增強情況進行，如果這種方法還不能明確找出干擾源，則需進行更大范圍的通斷電排查了；接地系統的排查應首先檢查設備內部的機柜及電纜屏蔽層的接地方式是否附合相關船用規范，然后對水聲探測設備各電路板插箱、機柜的接地點進行測量、必要時進行打磨、拋光處理，保證接地良好。

解決辦法：對空間電磁場引起的干擾，可通過使干擾源設備遠離水聲探測設備敏感部位解決，若無法遠離，則需對水聲探測設備的敏感部位進行抗干擾處理，如在信號電纜外增加屏蔽鋼管或護套，提高敏感機柜的電磁屏蔽效果等；對供電電網及其它用電設備引起的干擾可通過對干擾源設備的整改處理來完成，如在排除設備故障的前提下，通過調整供電系統的對地濾波電容等方法減小設備間的相互干擾，提高其兼容性；對接地系統引起的干擾問題，一般可通過選擇不同的接地方式、接地點以及減小接地電阻等方法解決。

參考文獻：

[1]章以剛.艦船供電系統和裝置.哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2007.

[2]何金良.電磁兼容概論.北京：科學出版社，2010.