来自大海深处的“短信”
  ——我国自主研发的低频水声通信机完成海试
中国自然资源报 2021年09月27日 第897期

本报记者 王晶

  近日,由山东省科学院海洋仪器仪表研究所(以下简称海仪所)低频水声通信项目组自主研发的低频水声通信机完成海试,从大海深处发出了第一条信息。这是海仪所奋战6年,突破海外技术垄断的成果,标志着我国有了一部自主知识产权的“可以在水下发送短信的手机”。

  水声通信是迄今为止唯一可以进行水下远程信息传输的有效技术手段,一直以来都是世界各国研究的热点。

  前不久,浦发银行与海仪所签署协议,将提供6000万元贷款支持海仪所包括低频水声通信机在内的科技成果转化,为国产水声通信机迈向市场增添助力。

目标:实现“全国产化”

  低频水声通信机就好比是一部“可以在水下发送短信的手机”,对于各类海域环境下的海洋监测及水下通信网络建设意义重大。

  “关键核心技术要掌握在自己手里,我们的目标是实现全国产化。”项目组负责人介绍,该低频水声通信机名为“美济”,海仪所负责攻关低频水声通信机的各个核心部件。其中,通信机的换能器类似于手机的天线,换能器的好坏关系到整个系统的通信速率和通信距离。海仪所科研团队经过长期研究试验,最终研制出可媲美进口产品的换能器,实现了换能器的国产化。该换能器的发射声压级、接收灵敏度、指向性等声学性能参数均已达到国外同类产品水平。

  经过多年潜心研究,团队已成功突破水声通信算法、数字系统、换能器等多项核心技术环节,并对其进行了知识产权保护,共完成编著1本,软件著作权1项,申请及授权各项专利10余项。

功能:科研民用领域应用广

  据项目负责人介绍,经过多次测试,该设备水平方向通信距离7公里,垂直方向达到全海深,通信速率可以达到2400bps(每秒约150个汉字)。

  除了用于海洋科考等科研领域,低频水声通信机还有很大的民用价值。在远洋渔业中,该设备可与拖网内传感器连接形成“水下网位仪”,实时传输拖网内鱼类的数量数据,减少起网时因“空网无鱼”造成的经济损失;在潜水活动中,“蛙人低频水声通信机”可实时监测和传输水下人员的状态,并进行信息交流,减少因信息传输阻碍造成的生命伤亡;在海上风电领域,该设备可以实时监测海底设备的腐蚀等情况,便于及时发现和维护。

前景:从试验场走向产业化

  目前,项目团队已成功实现声学释放器、水声通信机、水声定位系统、水下声通信网络等水声通信关键技术设备的转化应用。在声学释放器方面,团队以科技成果作价入股的方式与青岛泰戈菲斯海洋装备股份公司合作开展产业化开发。目前已完成从浅海型到深远海型释放器产品的系列化生产并推向市场,产品性能达到国外同类产品水平,相关产品已成功应用于中国海洋大学、中国科学院海洋研究所、自然资源部第一海洋研究所、国家海洋技术中心等高校和科研院所的科研项目中,并受到好评。

  “我们计划今年内将水声通信机进行产业化运营,争取在科技金融资金支持下,加快生产线建设,尽早将国产水声通信机打造成货架产品。”该项目负责人说,在未来,他们还将根据不同的应用场景打造系列化产品,服务于海洋强国建设和民生领域发展。

  该成果的转化应用将实现对进口同类产品的替代,同时填补山东省水声通信产业的空白,促进我国水声通信产业向更高端迈进,并形成以海洋声学技术为主,海洋工程保障服务为辅的更大规模产业,进而有效带动当地就业。
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