海洋占据地球七成以上表面积,深海区域长期远离人类活动,缺少供电与通信基础设施。想要持续捕捉水下声学信号,传统有缆监测方案短板突出:线缆铺设成本高昂,海流、渔网、漂浮物极易造成缆线破损,很难在偏远深海点位开展长时间观测。
偶信自容式水听器以一体化无缆设计,将传感、采集、存储与供电系统全部集成在耐压舱内,实现布放一次,便可在深海完成数月无人值守声学监测,成为海洋科研、环境监测领域的核心装备。
告别线缆束缚,解锁多场景灵活布放
传统水声监测设备,高度依赖水下电缆连接岸基或者水面平台供电传数据,观测范围被线缆长度严格限制,深远海、岛礁周边、海底峡谷等区域很难覆盖。一旦线缆受损,整个监测节点直接失效,项目数据中断风险极高。
偶信自容式水听器采用完整自容架构,无需外接供电和通信线缆,整机重量轻,单人配合小型作业船即可完成投放与回收作业。设备支持多种布放方式,搭配锚块坐底海床、挂载浮标、搭载水下着陆器都可实现。面对大范围声场普查任务,可一次性投放多台设备组成观测阵列,搭配原子钟模块实现多节点同步采集,获取空间维度完整声学数据。整套部署流程不需要大型科考船长期驻场,大幅降低海上作业成本,解决了深海点位难以长期布设监测设备的痛点。
低功耗智能电源管理,实现数月长效值守
深海无人值守,电力是决定监测周期的核心瓶颈。长期以来,水下设备普遍面临矛盾:高保真采样会带来巨大功耗,想要延长续航,就必须牺牲采样精度。偶信自容式水听器通过硬件电路优化与智能电源策略,平衡采集性能与续航能力。
设备内置大容量电池组,整机连续工作功耗控制在500mW以内。在全采样模式下,可连续采集超过一个月;开启间隔采样模式,根据任务需求设置间歇采集,最长可实现100天以上监测周期,真正满足跨季节、长周期海洋声学观测。同时搭载大容量固态存储,标配512GB存储空间,可选升级至1TB,海量声学数据本地存储保存,不需要实时回传,规避水下通信带宽不足、传输丢包问题。等到观测周期结束,回收设备后一次性导出完整数据,保障原始声学信息完整留存。
钛合金耐压舱体,抵御深海极端环境考验
深海环境远比想象严苛,数千米水深会产生巨大静水压,叠加高盐海水腐蚀、持续海流冲刷、海洋生物附着,普通水下仪器很容易出现密封失效、电路漂移,造成监测中断。
偶信自容式水听器提供1000米、3000米、6000米多级耐压版本,舱体选用钛合金材质,配合多级独立水密密封工艺,可承受深海数百个大气压,抗腐蚀、抗冲击性能优异。在极地冰下、热带高盐河口、深海海盆等各类复杂海域,都能够保持结构稳定。同时整机电路经过宽温域调校,低温环境下信号采集稳定,降低温度变化带来的噪声漂移,保障设备在数月值守周期内硬件稳定运行。
高灵敏低噪声传感,捕捉深海微弱声学信号
深海声场信息十分复杂,鲸豚低频鸣叫、海底地质微震动、远场船舶噪声都属于微弱声信号,很容易被设备自身噪声掩盖。如果水听器本底噪声过高,采集到的数据会失去科研价值。
偶信自容式水听器搭载自研高灵敏度压电传感单元,搭配低噪声前置放大链路,灵敏度优于-166dB re 1μPa,工作频段覆盖10Hz-20kHz,可完整覆盖海洋生物声、地质噪声与人工水下噪声频段。设备本底噪声低于40dB@1kHz,能够捕捉0级海况下的微弱声场变化。24bit高精度模数转换,动态范围大,既能记录深海安静背景噪声,也不会在遇到强声信号时出现信号削波失真,保证每一段水下声音都可以保真记录,为海洋生物声学研究、海洋噪声评估、海底地质探测提供可靠原始数据。
总结
深海长期声学监测,核心难点在于布放便捷性、续航时长、环境可靠性、信号保真度四大维度的综合平衡。偶信自容式水听器依靠无缆一体化架构打破线缆限制,通过低功耗电源方案实现数月超长值守,钛合金耐压舱体应对深海极端工况,高灵敏低噪声传感单元捕获微弱水下声信号。
从近海海洋噪声普查,到深远海鲸类生态监测,再到海底地质活动观测,这套装备用“布放一次,长期值守”的能力,降低深海观测项目门槛,填补国内自主水下声学长期监测装备的应用空白。随着我国海洋开发与海洋生态保护持续推进,这类国产自容式水声感知设备,也将持续为海洋立体观测网络建设提供底层数据支撑。



