水听器设备图

A. 人类根据动物,发明了什么

声呐就是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。它是SONAR一词的“义音两顾”的译称（旧译为声纳），SONAR是Sound Navigationand Ranging（声音导航测距）的缩写。

声呐技术至今已有100年历史，它是1906年由英国海军的刘易斯·尼克森所发明。他发明的第一部声呐仪是一种被动式的聆听装置，主要用来侦测冰山。这种技术，到第一次世界大战时被应用到战场上，用来侦测潜藏在水底的潜水艇。

目前，声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。

和许多科学技术的发展一样，社会的需要和科技的进步促进了声呐技术的发展。

工作的原理
声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。

在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。

结构与分类
声呐装置一般由基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成。基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列行，有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分。电子机柜一般有发射、接收、显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增音机、与声呐基阵的传动控制相配套的升降、回转、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等装置，以及声呐导流罩等。

换能器是声呐中的重要器件，它是声能与其它形式的能如机械能、电能、磁能等相互转换的装置。它有两个用途：一是在水下发射声波，称为“发射换能器”，相当于空气中的扬声器；二是在水下接收声波，称为“接收换能器”，相当于空气中的传声器（俗称“麦克风”或“话筒”）。换能器在实际使用时往往同时用于发射和接收声波，专门用于接收的换能器又称为“水听器”。换能器的工作原理是利用某些材料在电场或磁场的作用下发生伸缩的压电效应或磁致伸缩效应。

声呐的分类可按其工作方式，按装备对象，按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声呐。例如按工作方式可分为主动声呐和被动声呐；按装备对象可分为水面舰艇声呐、潜艇声呐、航空声呐、便携式声呐和海岸声呐等。

主动声呐：主动声呐技术是指声呐主动发射声波“照射”目标，而后接收水中目标反射的回波以测定目标的参数。大多数采用脉冲体制，也有采用连续波体制的。它由简单的回声探测仪器演变而来，它主动地发射超声波，然后收测回波进行计算，适用于探测冰山、暗礁、沉船、海深、鱼群、水雷和关闭了发动机的隐蔽的潜艇；

被动声呐：被动声呐技术是指声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位。它由简单的水听器演变而来，它收听目标发出的噪声，判断出目标的位置和某些特性，特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。

B. 声纳还是声呐

声呐也作声纳，是英文缩写“SONAR”的中文音译（中国科技名词审定委员会公布的规范译名为声呐），其全称为：Sound Navigation And Ranging（声音导航与测距）。

利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术，也指利用这种技术对水下目标进行探测和通讯的电子设备。

水声学中应用最广泛、最重要的一种装置，有主动式和被动式两种类型。

(2)水听器设备图扩展阅读：

声呐的分类可按其工作方式，按装备对象，按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声呐。例如按工作方式可分为主动声呐和被动声呐；

例如按工作方式可分为主动声呐和被动声呐；按装备对象可分为水面舰艇声呐、潜艇声呐、航空声呐、便携式声呐和海岸声呐等。

大多数采用脉冲体制，也有采用连续波体制的。它由简单的回声探测仪器演变而来，它主动地发射声波，然后接收回波进行计算，适用于探测冰山、暗礁、沉船、海深、鱼群、水雷和关闭了发动机的隐蔽的潜艇。

C. 原油中是否可以安装水听器

原油中是否可以安装水听器，答案是可以。

声纳是利用液态中声波进行探测专、定位和通信属的电子设备。声学(声纳)是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声纳技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。声纳可按工作方式，按装备对象，按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声纳。例如按工作方式可分为主动声纳和被动声纳；按装备对象可分为水面舰艇声纳、潜艇声纳、航空声纳、便携式声纳和海岸声纳，等等。

声呐系统基本构成，由信号发生其，放大其，调制器控制声呐或者声呐阵列，声波遇到物体将反射回波，然后由水听器接收，由信号放大处理记录分析。基本原理见图片。

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D. 声呐的来历

声呐是英来文缩写“SONAR”的音译，自其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。
作为一种声学探测设备，主动式声呐是在英国首先投入使用的，不过英国人把这种设备称为"ASDIC"（潜艇探测器），美国人称其为"SONAR"，后来英国人也接受了此叫法。

E. 仿生学的资料

仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。

仿生学是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的学科。

仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nlc（‘具有……的性质’的意思）”构成的。

这个词语大约从1961年才开始使用。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将海豚的体形或皮肤结构（游泳时能使身体表面不产生紊流）应用到潜艇设计原理上。

又比如，苍蝇是细菌的传播者，一般归类为害虫，可是苍蝇的楫翅是天然导航仪。而且，它的眼睛是一种“复眼”，由3000多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。

仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。

拓展资料：

随着生产的需要和科学技术的发展，从20世纪50年代以来，人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一，自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。

人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究，促进了生物学的极大发展，对生物体内功能机理的研究也取得了迅速的进展。此时模拟生物不再是引人入胜的幻想，而成了可以做到的事实。

生物学家和工程师们积极合作，开始将从生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备。生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列，而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功。于是生物学和工程技术学科结合在一起，互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学。

F. 中国潜艇要出第一岛链有多难 遭美神秘系统时刻监听

2018年4月12日的海上阅兵公开了多型核潜艇，随着我国核潜艇技术的不断进步，核潜艇部队的远洋航行训练逐渐增加，但要出第一岛链，还要突破神秘的SOSUS系统。

“洛法谱图”

1957年在美军在北海道西北端建立了一个“试验站”，信号由卫星传回美国本土处理。70年代，美国在日本与朝鲜半岛之间部署了一个阵列。在日本本土开设了3个台站实现了对对马海峡和冲绳的水下监视。

20世纪80年代中期，SOSUS水听器阵列从日本南部延伸到菲律宾，基本上涵盖了从中国进入太平洋的主要途径，成为封锁潜艇出第一岛链的“锁链”。

G. 声呐的结构与分类

声呐装置一般由基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成。基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列行，有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分。电子机柜一般有发射、接收、显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增音机、与声呐基阵的传动控制相配套的升降、回转、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等装置，以及声呐导流罩等。
换能器是声呐中的重要器件，它是声能与其它形式的能如机械能、电能、磁能等相互转换的装置。它有两个用途：一是在水下发射声波，称为“发射换能器”，相当于空气中的扬声器；二是在水下接收声波，称为“接收换能器”，相当于空气中的传声器（俗称“麦克风”或“话筒”）。换能器在实际使用时往往同时用于发射和接收声波，专门用于接收的换能器又称为“水听器”。换能器的工作原理是利用某些材料在电场或磁场的作用下发生伸缩的压电效应或磁致伸缩效应。 声呐的分类可按其工作方式，按装备对象，按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声呐。例如按工作方式可分为主动声呐和被动声呐；按装备对象可分为水面舰艇声呐、潜艇声呐、航空声呐、便携式声呐和海岸声呐等。
主动声呐：主动声呐技术是指声呐主动发射声波“照射”目标，而后接收水中目标反射的回波时间，以及回波参数以测定目标的参数。大多数采用脉冲体制，也有采用连续波体制的。它由简单的回声探测仪器演变而来，它主动地发射声波，然后接收回波进行计算，适用于探测冰山、暗礁、沉船、海深、鱼群、水雷和关闭了发动机的隐蔽的潜艇；
被动声呐：被动声呐技术是指声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位和距离。它由简单的水听器演变而来，它收听目标发出的噪声，判断出目标的位置和某些特性，特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。

H. 　地球物理层析成像仪器设备

地球物理层析成像仪器设备见表13-2。

各种数字地震仪均可用于地震层析成像，如E2401、DZQ24、FY-20、DAS-1、ES1210等，其动态要在100dB以上，频带最好达到1000Hz，记录的格式为SEG-1和SEG-2。

地震层析成像使用的震源可用以下几种：①炸药。在坑道中常用几十克的炸药作震源，置于坑道壁的小孔洞内引爆。对于有瓦斯的巷道有专用的防爆装置才不会产生危险。②电火花震源。在钻孔中使用效率较高，对不超过100m的探测间距，要求几万焦耳的能量。国产的电火花震源可在中国科学院电工研究所购买。③专用的井中震源。具有定向功能，价格比较昂贵，如美国和日本OYO公司出产的水枪式井中定向震源，价格都在百万美元以上。④敲击产生震动。只能用于坑道和堤坝探测，重复性较差。震源下井时还需绞车和电缆配套。

表13-2地球物理层析成像仪器设备一览表

下井观测的方式与垂直地震剖面（VSP）十分相似，探头最好采用水听器，并在井孔中充满泥浆或清水。在渗漏地层施工时，为保证井孔充水可利用钻机水泵，这时钻机不要过早撤离。为提高效率可把多个水听器按1～5m的间距用电缆连成串珠状。试验表明，检波器与井壁的耦合对观测记录的影响极大，带有推靠装置的多分量井中探头（如法国CGG公司产品）可以记录到良好的波场信息，但价格昂贵。如果只用直达波走时信息作图像重建，则可用不带推靠的水听器串。在坑道中施工时，可用各种电磁式或涡旋式检波器，但要注意其方向性。

总之，地震层析成像试验应选择高频、大功率、延时小且一致性好的脉冲震源，选择频响范围宽、采样精度高、动态范围大得多通道接收仪器，宜选择频响范围宽、灵敏度高、非线性失真小的传感器。

参考文献

冯锐，陈家庚等.1992.电磁波井间层析技术在城建工程中的应用.地球物理学报，35V

何正勤，吴庆举等.2001.反向VSP透射层析成像法在岩墙松动层检测中的应用.物探与化探

孙党生，李洪涛等.2000.井间地震波CT技术在水库渗漏勘查中的应用.勘查科学技术

王文龙.1999.孔中电磁波透视在煤窑采空区勘探中的应用实例.物探与化探

杨文采.1989.地球物理反演和地震层析成像.北京：地质出版社

杨文采.1993.地震层析成像在工程勘测中的应用.物探与化探

赵明阶，朱介寿.1995.一种精确射线层析成像方法及其应用.物探与化探

周兵，朱介寿等.1993.一种新的地震射线层析成像计算方法.石油物探

朱介寿，严忠琼等.1994.井间地球物理层析成像软件系统研究.物探化探计算技术

朱介寿，严忠琼等.1998.勘探地球物理层析成像软件系统及其应用.物探与化探