SONOTRONICS魚類聲學追蹤系統(tǒng)

Sonotronics公司創(chuàng)建于1971年，是魚類聲學追蹤儀器產(chǎn)品的市場。Sonotronics魚類聲學追蹤系統(tǒng)利用水聲通信技術(shù)對魚類行為習性進行研究，系統(tǒng)包括聲波發(fā)射器、接收器和水聽器。聲波發(fā)射器在水中不斷發(fā)射超聲信號，使用時固定在魚身上，可集成壓力和溫度傳感器，壓力和溫度數(shù)據(jù)保持在存儲器中。水聽器用于接受水中的聲信號，接收器用于處理并記錄水聽器接受到數(shù)據(jù)。魚類聲學追蹤系統(tǒng)用于短距離、遠程魚類追蹤或魚類習性和洄游等研究。

接收器（左）、發(fā)射器（中）和水聽器（右）

聲波發(fā)射器按照使用方式的不同，分為：

? 編碼發(fā)射器（Coded）：每個編碼發(fā)射器有一個的編號，接收器通過編碼發(fā)射器發(fā)射的信號可以對聲波發(fā)射器進行識別，通過編碼發(fā)射器可以對魚類游動、洄游、通過某特定位置等進行研究，也可以利用接收器對其進行定位；

? 遙測數(shù)據(jù)發(fā)射器（Telemetry）：遙測數(shù)據(jù)發(fā)射器有跟編碼發(fā)射器同樣的功能，除此之外，遙測數(shù)據(jù)發(fā)射器可以集成溫度、深度、死亡率傳感器提供環(huán)境信息，遙測數(shù)據(jù)發(fā)射器可以對魚類生活環(huán)境進行長期監(jiān)測；

? 聲學/無線發(fā)射器（Acoustic and Radio）：集成聲學和無線電發(fā)射器，適應不同的工作環(huán)境，水下工作時可利用聲學發(fā)射器工作，陸地環(huán)境可以利用無線電發(fā)射器工作，適用于水陸兩棲動物研究，發(fā)射器內(nèi)置天線。

接收器按照使用方式不同分為：

? 主動追蹤接收器：主動追蹤由接收器發(fā)射查詢信號，根據(jù)接受到的應答信號進行追蹤，可以對魚類進行實時監(jiān)測和追蹤；

? 被動追蹤接收器：接收器定點長期水下布放，接受并記錄發(fā)射器發(fā)射的聲信號，記錄數(shù)據(jù)包括編號（fish ID）、日期時間戳和溫度深度等數(shù)據(jù)（對遙測數(shù)據(jù)發(fā)射器）。單個被動追蹤接收器可用于記錄魚類進入或離開某個特定區(qū)域，多個被動追蹤接收器組合可用于魚類游動狀態(tài)監(jiān)測。

水聽器分為：

? 全方向水聽器：全方向拖曳式水聽器主要用于移動狀態(tài)下的主動追蹤定位和數(shù)據(jù)收集，適用于大范圍的追蹤定位，不可以用于發(fā)射器的定位；

? 方向水聽器：用于高精度定位發(fā)射器的方位，利用方向水聽器，可以通過耳機或外部揚聲器信號強度的改變決定發(fā)射器的方位，改變接收器的信號增益進而可以估算目標的距離。在兩個位置定位發(fā)射器的方位，可以通過三角法定位目標的準確位置。

一、聲波發(fā)射器

1. 編碼發(fā)射器：CT、CHP、IBT、PICO系列編碼發(fā)射器，每個編碼發(fā)射器有編號。

? CT編碼發(fā)射器（32 - 40, 69 - 83 kHz）：每個編碼發(fā)射器有編號。

? CHP高功率編碼發(fā)射器（32 - 40, 69 - 83 kHz）：高功率編碼發(fā)射器，功能跟編碼發(fā)射器一樣，區(qū)別是CHP發(fā)射器具有更大的發(fā)射功率。CHP發(fā)射器技術(shù)參數(shù)如下：

? IBT微型編碼發(fā)射器（69 - 83 kHz）：水中重量1.5g起，可用于研究較小魚類。

? Pico超小型編碼發(fā)射器（69 - 83 kHz）：水中重量0.7g起，可用于研究特殊魚類。

? 聲學/無線發(fā)射器（32 – 40，69 - 83 kHz）：集成聲學和無線電發(fā)射器。

*以上型號中后綴字母I代表植入式，E代表固定在魚的體外使用。

2、Telemetry遙測數(shù)據(jù)發(fā)射器：CTT-83溫度、DT-97深度、IBDT-97系列微型深度發(fā)射器。

? CTT-83系列發(fā)射器：編碼溫度發(fā)射器，發(fā)射器含溫度傳感器，范圍1km+。

? DT和IBDT發(fā)射器：編碼深度發(fā)射器，發(fā)射器含深度傳感器，范圍1km+。

*以上型號中后綴字母I代表植入式，E代表固定在魚的體外使用。

二、接收器

    Sonotronics接收器提供優(yōu)異的性能，可用于主動和被動追蹤系統(tǒng)，配合Sonotronics水聽器和聲波發(fā)射器，可實現(xiàn)*優(yōu)的探測范圍。

1、USR-08接收器：窄頻帶接受、寬調(diào)頻接收器

USR-08接收器是窄頻帶接受、寬調(diào)頻多功能聲學追蹤接收器，可配合DH-4方向水聽器和TH-2全方向水聽器。配合DH-4方向水聽器，可對水下聲波發(fā)射器進行追蹤定位；配合TH-2全方向水聽器，可實現(xiàn)移動狀態(tài)下的主動追蹤定位和數(shù)據(jù)收集。USR-08接收器可以用作被動式定點長期監(jiān)測接收器。

USR-08水聽器

USR-08接收器技術(shù)參數(shù)：

頻率：30至150kHz；

帶寬：500Hz；

輸出：耳機，數(shù)據(jù)記錄存儲器，GPS；

電源：內(nèi)置可充電電池（充滿電可使用7-8小時）；

尺寸：長23.6cm*寬19.8cm*高11.43cm；

輸入：BNC連接器；

靈敏度：10 uVolts for >35 dB (S+N)/N ratio；

顯示：2*16LCD。

USR-08接收器功能：

數(shù)字顯示，Pilican防水箱；

內(nèi)置聲探測警報；

跟被動數(shù)據(jù)記錄器兼容；

可選雙水聽器輸入；

可選帶地址記錄的GPS輸入；

ACT和Rcode解碼（可用于追蹤Sonotronics，Vemco或Lotek發(fā)射器），跟Sonotronics記錄接收器SURsoft數(shù)據(jù)分析工具兼容。

2、MANTRAK手動追蹤接收器套裝，包括用于手動追蹤所必須的所有工具，套裝部件如下：

USR-08接收器；

DH-4方向水聽器；

Pelican防水箱；

專業(yè)級耳機，外部揚聲器和電纜；

備用電池組（提供額外的8小時工作時間）；

EMT-01-1測試聲波發(fā)射器；

直流/交流電源適配器。

3、MANTRAK-TH手動追蹤接收器套裝，MANTRAK-TH除了跟MANTRAK手動追蹤接收器套裝有相同的部件外，還配有TH-2拖曳式全方向水聽器，使用更靈活。

4、UDR潛水員接收器：由水下潛水員對聲波發(fā)射器進行定位。

    UDR潛水員接收器是手持式防水接收器，可用于定位所有Sonotronics聲波發(fā)射器，適用于各種應用，包括水生動物行為習性研究和水下聲波發(fā)射器追蹤定位。

UDR潛水員手持接收器

UDR潛水員接收器技術(shù)參數(shù)：

頻率：30至90kHz，可調(diào)；

顯示：LCD顯示器，顯示頻率和脈沖間隔；

靈敏度：20uVolts for 30 dB (S+N)/N；

尺寸：長16cm*寬11cm*高20cm；

重量（空氣中）：UDR-900g，耳機-415g；

電源：內(nèi)置可充電電池，含充電器，充滿電可使用5小時，充電時間12小時。

5、SUR-3接收器：被動式定點長期監(jiān)測接收器。

    SUR-3接收器是Sonotronics全新的魚類科研儀器。SUR-3接收器集成水聽器，堅固耐用，超長布放時間，適用于定點長期監(jiān)測。單個SUR-3接收器可用于記錄魚類進入或離開某個特定區(qū)域，多個SUR-3接收器組合可用于魚類游動狀態(tài)監(jiān)測。

SUR-3接收器

SUR-3接收器技術(shù)參數(shù)：

頻率：30至90kHz，可調(diào)；

帶寬：500Hz；

電源：1或2節(jié)D鋰電池；

布放時間：10個月（2節(jié)D電池）；

尺寸：長36cm*直徑6.1cm；

重量：900g（含2節(jié)D電池），水中可提供正浮力；

輸入：水聽器，RS232或藍牙（BT）連接；

存儲器：標準2M（可記錄200000+條記錄）。

SUR-3接收器可選備件：

? SIT-1 SUR查詢器：SIT-1以60kHz的特殊通道廣播查詢，SUR-3接收器接收到該查詢信號后，將存儲器中的數(shù)據(jù)記錄條數(shù)回復給SIT-1查詢器，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)測SUR-3接收器的狀態(tài)。

? SUR-Archer：現(xiàn)場工作PC，含電纜和控制軟件，用于跟SUR-3進行通訊；

? CUB-2BT：無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，連接SUR-3接收器，用于將SUR-3接收器中的數(shù)據(jù)通過GPRS發(fā)送至手機或PC。包括浮標，電纜，modem等。

三、水聽器

Sonotronics水聽器提供杰出的靈敏度，跟Sonotronics接收器配合使用，可以達到超長距離的探測范圍。

DH-4方向水聽器（左）、TH-2拖曳式全方向水聽器（右）

1、DH-4方向水聽器：提供超長范圍和高精度追蹤定位，追蹤30至100kHz的聲波發(fā)射器。

DH-4方向水聽器提供超長范圍和高精度追蹤定位，可追蹤30至100kHz頻率范圍的聲波發(fā)射器。獨*的拋物面放射器提供16db增益，有效減少環(huán)境噪音。DH-4方向水聽器是主動追蹤的主要水聽器。

2、TH-2拖曳式全方向水聽器：移動狀態(tài)下的追蹤定位和數(shù)據(jù)收集，大范圍的追蹤定位。

TH-2拖曳式全方向水聽器提供用于移動狀態(tài)下主動追蹤的簡單方法，小尺寸和流體力學設(shè)計使其在5節(jié)的移動狀態(tài)下保持精確追蹤。TH-2拖曳式全方向水聽器主要用于移動狀態(tài)下的主動追蹤定位和數(shù)據(jù)收集，適用于大范圍的追蹤定位。

3、HPR-95聲頻放大器：跟壓電水聽器配合使用，用于水下聲信號的監(jiān)測和記錄。

三、DTL-08溫度和深度記錄器

DTL-08深度和溫度記錄器使用時固定在魚體外，以*定間隔自溶式記錄溫度和深度數(shù)據(jù)。魚類回捕之后下載記錄的數(shù)據(jù)，從而研究魚的習性。技術(shù)參數(shù)如下：

物理參數(shù)：尺寸25*33*45mm，重量46g；

溫度范圍：-20至+40℃（精度+/-0.8℃）；

深度范圍：150m（精度+/-0.2%）；

存儲器容量：可記錄500,000次數(shù)據(jù)；

電池壽命：5年，每分鐘不間斷采集一次數(shù)據(jù)，可使用1年。

DTL數(shù)據(jù)分析軟件界面如下：