【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下监测设备，特别是涉及一种用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置。
技术介绍
1、针对野生物种如长江江豚和中华白海豚等，它们主要发出几十至百余千赫兹范围内的声信号。为了无损伤地采集这些珍稀动物的个体声音信号，并深入理解其声信号特征及生态功能，我们面临着诸多挑战。一方面，确保水域中只有单一动物的存在极为困难；即便将水听器置入水中，也难以确定录制的声信号究竟来自哪个个体以及水听器与动物的距离，这限制了对数据进行更深层次分析的可能。另一方面，当动物由于搁浅或体检等原因离开水体时，传统水听器往往无法记录其离水后的发声，从而阻碍了相关研究的进展。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，包括：软质吸盘、压电陶瓷阵列、放大器和信号处理及传输装置；
4、所述软质吸盘与所述压电陶瓷阵列固定连接；所述软质吸盘用于将所述压电陶瓷阵列固定在目标鲸类动物的发声器官上；所述压电陶瓷阵列与所述放大器连接；所述放大器与所述信号处理及传输装置连接；所述压电陶瓷阵列用于收集所述发声器官的声音信号；所述放大器用于对所述声音信号进行放大，得到放大信号；所述信号处理及传输装置用于对所述放大信号进行信号预处理，并将预处理后的信号进行发送。
5、优选地，所述信号处理及传输装置
6、优选地，还包括直流供电线模块；所述直流供电线模块与所述模数转换器连接；所述直流供电线模块用于向所述模数转换器及其他器件进行供电。
7、优选地，还包括输出网线；所述输出网线与所述网络数据模块连接。
8、优选地，还包括双层屏蔽线缆；所述放大器通过所述双层屏蔽线缆与所述滤波器连接。
9、优选地，还包括封装电子仓；所述滤波器、所述模数转换器和所述网络数据模块均设置在所述封装电子仓内。
10、优选地，还包括信号分析装置；所述信号分析装置设置在所述模数转换器和所述网络数据模块的数据传输通路之间；
11、所述信号分析装置中内置有预设的脉冲信号实时检测算法；所述脉冲信号实时检测算法的步骤包括：
12、基于小尺度分析将秒级的数字信号细分为多个音频帧，通过巴特沃斯滤波器分离出鲸类高频脉冲声的关键频段，同时滤除低频与高频噪声；
13、利用希尔伯特变换提炼出滤除低频与高频噪声后的信号的幅值变化，以获取关于振幅随时间变化的信息，并根据所述关于振幅随时间变化的信息计算出关键参数；所述关键参数包括峰值数量；
14、基于基于快速傅立叶变换方法分析所述关于振幅随时间变化的信息在不同频带上的能量分布，得出数字信号的信噪比。
15、优选地，所述脉冲信号实时检测算法还包括：
16、对至少一秒钟长度的连续电压数据的数字信号进行滤波处理后，抓取信号中脉冲的峰值时间点；所述峰值时间点用于分析峰值之间的时间间隔变化规律,以衡量该脉冲串是否为鲸类动物的重要指标。
17、优选地，所述放大器是由不同增益的多级放大器进行并联得到的。
18、优选地，巴特沃斯滤波器的阶数为4阶和8阶。
19、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
20、本专利技术提供了一种用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，包括：软质吸盘、压电陶瓷阵列、放大器和信号处理及传输装置；所述软质吸盘与所述压电陶瓷阵列固定连接；所述软质吸盘用于将所述压电陶瓷阵列固定在目标鲸类动物的发声器官上；所述压电陶瓷阵列与所述放大器连接；所述放大器与所述信号处理及传输装置连接；所述压电陶瓷阵列用于收集所述发声器官的声音信号；所述放大器用于对所述声音信号进行放大，得到放大信号；所述信号处理及传输装置用于对所述放大信号进行信号预处理，并将预处理后的信号进行发送。本专利技术能够对单个动物进行精准的声音采集；其二是即使动物离开水面，本专利技术也能继续紧贴动物的发声器官，记录下它们的声信号。无论是在水下还是离水之后，本专利技术都能实时将动物发出的声信号传输至个人电脑，为鲸类动物的声学研究提供了强有力的技术支持。
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1.一种用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，包括：软质吸盘、压电陶瓷阵列、放大器和信号处理及传输装置；
2.根据权利要求1所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，所述信号处理及传输装置包括：依次连接的滤波器、模数转换器和网络数据模块；所述滤波器还与所述放大器连接；所述滤波器用于将所述放大信号进行滤波处理，得到滤波信号；所述模数转换器用于对所述滤波信号进行模数转换，得到数字信号；所述网络数据模块用于对所述数字信号进行传输。
3.根据权利要求2所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，还包括直流供电线模块；所述直流供电线模块与所述模数转换器连接；所述直流供电线模块用于向所述模数转换器及其他器件进行供电。
4.根据权利要求2所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，还包括输出网线；所述输出网线与所述网络数据模块连接。
5.根据权利要求2所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，还包括双层屏蔽线缆；所述放大器通过所述双层
6.根据权利要求2所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，还包括封装电子仓；所述滤波器、所述模数转换器和所述网络数据模块均设置在所述封装电子仓内。
7.根据权利要求2所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，还包括信号分析装置；所述信号分析装置设置在所述模数转换器和所述网络数据模块的数据传输通路之间；
8.根据权利要求7所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，所述脉冲信号实时检测算法还包括：
9.根据权利要求1所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，所述放大器是由不同增益的多级放大器进行并联得到的。
10.根据权利要求7所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，巴特沃斯滤波器的阶数为4阶和8阶。
...【技术特征摘要】
1.一种用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，包括：软质吸盘、压电陶瓷阵列、放大器和信号处理及传输装置；
2.根据权利要求1所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，所述信号处理及传输装置包括：依次连接的滤波器、模数转换器和网络数据模块；所述滤波器还与所述放大器连接；所述滤波器用于将所述放大信号进行滤波处理，得到滤波信号；所述模数转换器用于对所述滤波信号进行模数转换，得到数字信号；所述网络数据模块用于对所述数字信号进行传输。
3.根据权利要求2所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，还包括直流供电线模块；所述直流供电线模块与所述模数转换器连接；所述直流供电线模块用于向所述模数转换器及其他器件进行供电。
4.根据权利要求2所述的用于实时采传鲸类动物声学信号的吸附式水听器装置，其特征在于，还包括输出网线；所述输出网线与所述网络数据模块连接。
5.根据权利要求2所述的用于实时采传鲸...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨依宁，陈小红，沈建忠，李威伦，李梦宇，陈宇维，寇章兵，范飞，原静，郝玉江，李松海，王克雄，王丁，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：
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