关于举办中国科学院海洋信息技术创新研究院暨声学研究所第十...

beatylady

　　一、活动地点
　　声学所院内，地址：北京市海淀区北四环西路21号

　　二、活动时间
　　2017年5月20日09:00-16:00

　　三、活动形式
　　走进实验室，与科研人员面对面，互动成果演示，科普讲座、科普专题片、声学知识现场测试，发放科普宣传图册《神秘的声音世界》，研究生招生咨询。

　　四、活动内容及展示成果介绍

　　1. 蛟龙号副总师朱敏讲深海探索
　　“蛟龙”号载人潜水器于2012年6月下潜至7062米，标志我国具备了载人到达全球99.8%以上海洋深处进行作业的能力，播放“蛟龙号”载人潜水器7000米级海试录像片。

　　2.DTA-6000声学深拖系统模型展示
　　6000米高分辨率测深侧扫声纳系统(DTA-6000声学深拖系统)可在水深6000米以内海域对海底地形地貌进行探测，并可对水体的多种物理化学参数进行测量，系统最大测深覆盖宽度500米，最大侧扫覆盖宽度700米。该设备已作为大洋一号常规调查设备多次投入实际应用，在海洋科学研究、海底矿产资源勘测和海洋工程等领域具有广泛的应用前景。

　　声学深拖系统

　　3.互动电视开放业务平台
　　互动电视开放平台是集自主研发的媒体内容服务系统、综合运营管理平台、广域存储服务系统、内容分发系统、数字版权管理、嵌入式媒体终端软硬件体系架构及其核心技术等科研成果于一身，面向三网融合趋势，深度定制的新一代内容发布管理与业务运营平台，实现了平台运营商、内容提供商、应用开发者、广告商、服务提供商的合作运营，并进一步与国内骨干电视设备企业在立体电视、嵌入式操作系统等方面开展竞争前技术协同与合作，全面提升新媒体产业链的竞争力，带动新媒体产业的跨域式发展。

　　4.多源媒体聚合系统
　　多源媒体聚合系统是在公共云电视服务平台上接入的，针对云电视系统，提供多源视频聚合服务的服务器系统。多源媒体聚合系统为用户提供互联网视频聚合点播功能。点播内容主要包括电影，电视剧，综艺节目等。云平台多源媒体聚合内容服务器为OTT机顶盒终端提供海量的优质的视频源连接推荐。

　　特点介绍：
　　(1)联动服务：通过手机、PAD与3Nbox绑定后，根据业务需求可以实现多屏显示内容的联动，目前的应用场景是：当用户在手机或PAD上选中影片播放时：电视作为大屏幕进行播放，在手机和PAD上显示对应的相关影片和控制条，播放的同时可以进行影片的浏览和进度的控制。同时联动的还有当用户在机顶盒端选择搜索页面时，手机或PAD端联动出现搜索页面帮助用户在手机端方便的完成搜索选片的动作。

　　(2)网络探测：采用DSP中心自研发的网络探测技术
　　基于节点间的网络延时测量，建立节点网络坐标系，并根据节点坐标判断节点间的网络距离;利用planetlab网络，在全球范围内部署50多个测量节点，测量视频服务质量并建立大数据分析平台;采用代理技术，探测全国范围内的视频服务提供商的CDN分布;采用Http模拟用户下载行为带宽分析方法、基于ICMP的带宽区间测量方法、基于TCP的带宽下限测量方法、端到端延迟测量和丢包率测量等多种测量方法，测量视频网站的服务质量并进行对比分析，在联通、电信、移动、铁通、光环新网不同运营商进行部署，测量不同运营商用户的服务质量。基于上述技术在给定清晰度前提下，给用户推荐出最流畅的影片以此带给用户最好的视听体验。

　　(3)多屏互动
　　通过WIFI网络连接，在不同多媒体终端上，如手机，PAD，TV等之间，可进行多媒体(音频，视频，图片)内容的传输，解析，展示，控制等一系列操作，可以在不同平台设备上同时共享展示内容，丰富用户的多媒体生活。简单的说，就是几种设备的屏幕，通过专门的连接设备就可以互相连接转换。比如手机上的电影可以在电视上播放，平板上的图片可以在电视上分享，电脑的内容可以投影到电视上。

　　5. 三维音频系统
　　用户可以根据自己的喜好，将声源放到三维空间中的任意位置，使得感觉声音就是从用户指定的位置发出的。相关核心技术可广泛应用于虚拟现实、游戏、电影制作、娱乐等。

　　6.指向性扬声器
　　又称为“声学手电筒”。如同手电筒能够产生一个光束一样，指向性扬声器能产生一列有指向性的声束。它的工作原理是利用空气的非线性原理使超声波传送可听声。如同汽车运载货物一样，超声波搭载着可听声按照一定的方向进行传播，所以只有在传播路径上才能听到。由于超声具有很窄的波束，传播时有很强的指向性，使得可听声也具有很强的方向性。本成果可广泛应用于博物馆、展览馆、商业中心等公共场所实现对特定方向的个性化广播;也可应用于ATM提款机、掌上电脑等个人电子产品实现个人化、私密性声场和虚拟声场重放。

　　7.超声导盲仪
　　便携式导盲仪能够提供前进路线上1米至5米范围内的障碍物识别预警服务，用音频声的频率和音色变化来提示盲人。该产品体积小巧，可放置于盲杖顶端，配备GPS定位系统，可将当前位置信息通过短信息发送到指定手机或服务终端上，以在紧急情况下获得及时求助。

　　8.iSurround音效增强技术
　　iSurround是针对消费电子类产品开发的一系列音效增强技术的总称，包括耳机/扬声器均衡、虚拟重低音、立体声增强、音频图示均衡器、自动音量控制、人工混响、动态范围压缩等技术。

　　iSurround音效软件是专门为个人电脑打造的Windows平台音效增强套件。它是利用两只扬声器或一副立体声耳机来制造出逼真的环绕立体声体验,以营造真实自然的空间声场，改善聆听感受。iSurround的主要功能包括对白增强、声场扩展、环境音效、声像位置调整、动态范围控制、低音增强和语谱分析等等。针对不同的播放设备(耳机、笔记本扬声器、外置扬声器)和不同的音源类型(音乐、语言、电影)进行了个性化的性能优化和音效配置，一般用户只要对这两个选项进行简单的配置就可以使用，有经验的用户可以进行更加个性化的设置。软件界面如下图所示。

　　iSurround软件界面

　　iSurround利用了先进的数字信号处理技术和心理声学原理。针对笔记本扬声器动态范围较小的现状，iSuuround采用了自适应音量控制技术，在保证输出信号不饱和情况下使得输出音量提升最多20分贝。iSurround的对白增强和声场扩展技术利用了基于模型的声场分离技术和人耳听觉感知曲线，能有效的改善音乐或电影中声音沉闷浑浊、声场太窄或太宽的问题。针对小尺寸扬声器无法发出低频声信号的问题，iSurround采用了专利的虚拟重低音技术，利用重构基频信号的各次谐波来使人耳感知到低频的存在。

　　9.超声碎石机
　　CS001超声碎石机主要用于泌尿外科领域，能够快速有效地治疗泌尿系统的结石，可以实现对相对硬度低、体积小结石的破碎和清理工作。随着超声技术的机理及应用研究的发展，超声技术应用于碎石已成为可能。在超声波电路器的驱动下，换能器产生特定频率的超声振动，由探针穿过内窥镜将超声振动传至结石，达到粉碎结石的目的。由于是通过振动效应发挥作用，对正常有弹性的组织损伤极小，因而超声碎石更安全。而且通过将探针做成中空结构来抽吸结石碎片，可以做到碎石清石一体。

　　10.声相仪
　　声相仪，又名声学照相机，是利用传声器阵列测量一定范围内的声场分布的专用设备，可用于测量物体发出的声音的位置和声音辐射的状态，并运用云图方式显示出直观的图像，即声成像测量。声成像(acoustic imaging)是基于传声器阵列测量技术，通过测量一定空间内的声波到达各传声器的信号相位差异，依据相控阵原理确定声源的位置，测量声源的幅值，并以图像的方式显示声源在空间的分布，即取得空间声场分布云图——声像图，其中以图像的颜色和亮度代表声音的强弱。将声像图与视频图像融合，形成了可直观分析被测物噪声状态图。这种利用声学、电子学和信息处理等技术，将声音变换成人眼可见的图像的技术可以帮助人们直观地认识声场、声波、声源，便捷地了解机器设备产生噪声的部位和原因，物体(机器设备)的声像反映了其所处的状态。

　　11.声表面波气相色谱仪
　　声表面波气相色谱仪是采用快速气相色谱与声表面波传感器相结合技术，来实现气体成分的快速定性、定量分析。主要适合于检测挥发性有机化合物(VOCs) 和半挥发性有机化合物(SVOCs)。应用于环境监测(空气中苯、甲苯、苯乙烯、三氯甲烷等有毒有害气体现场快速检测)，安全防护(爆炸物检测、毒品检测、神经性毒气检测、公共场所安全、反恐及刑事侦测)，食品饮料(成分分析、质量控制)，和其它领域(药品成分分析、微生物培养鉴定)，有广阔的应用前景。

　　图1 声表面波气相色谱仪图2 各种气味分析

　　12.SAW痕量毒害气体报警系统
　　在系统的传感器手持终端中，首先进行声表面波气体传感器的制备，然后采用振荡电路的形式产生传感器信号.利用处理器实现对传感器数据采集，以及包括数据预处理，数据处理方法的建立，气体识别等功能.即传感器终端可以脱离主控中心独立运行，集成的数据处理算法可以进行被测气体的识别，进行实时的被测物判别，并对超限浓度的被测气体进行报警.

　　13. 无源无线轮胎压力传感器(TPMS)
　　无源无线轮胎压力传感器(TPMS)的工作原理是，在轮胎的表面嵌入声表面波(SAW)传感器，通过石英压电晶体将压力信号转化为相应的响应频率信号，并在书记采集器频率的诱发下，返回响应频率，从而实时监测轮胎的压力。无线无源声表面波胎压传感器具有高速、实时性好、可靠性高。抗干扰、无需维护、寿命长等优点，具有广阔的应用前景。

　　14.让复杂环境下的温度监测变“简单”
　　当我们看到高速旋转的高铁轮轨、高压放电的开关阵、滚烫的炼钢炉、熊熊燃烧的内燃机，这些环境下的温度测量是如何完成的呢?针对复杂、恶劣的环境下的温度测量，我们开发了一种新型的测温技术—声表面波无线无源温度传感器。

　　15.超声乳化——油和水能混在一起吗?
　　谁都知道油和水不能混在一起，但是如果施加大功率的超声，油和水就混在一起，放置很久都分不开，这种方法叫超声乳化。在医药行业、化妆品行业中，现已广泛应用超声制造各种乳剂型产品。汽油、煤油可以添加少量水经超声乳化后形成乳浆状液，在燃烧过程中有节约能源、降低污染的效果。把油(煤)和水经超声乳化后形成的油煤浆(水煤浆)在燃烧时可以节油，加上乳化后，煤粉不易沉淀，运输和使用很方便。这是由于强超声产生空化气泡，气泡溃灭时把液体和固体分散为小的液滴和颗粒，这些液滴和颗粒会悬浮在其他液体中，形成乳状液体，从外表上看，仿佛溶解在一起。

　　16.超声清洗
　　有些机械零件很小，但形状复杂，中间可能含有很深的空洞，这些外表不规则的零件用溶剂和刷子不易清洗干净，这时就可以求助超声。把零件放在一个加上少许溶剂的罐子里，加上超声，很快零件内外就清洗干净了。这是因为空化气泡溃灭时产生的冲击波和微射流作用到污垢上，把污垢从物体表面剥离下来。

　　17.超声雾化
　　空气太干燥往往会引发各种呼吸道疾病，所以在北方干燥的冬季常常需要给空气加湿。目前市面上销售的超声加湿器就是利用超声把水“打碎”形成水雾。这种水雾的液滴细小，直径只有几微米，因此可以长时间漂浮在空中而不下落。由于超声加湿没有加热过程，所以不会影响室内温度，并且使用安全。

　　18.超声工业无损探伤
　　超声波探伤法是工业无损检测(不破坏材料)的一种方法，就广义而言，不仅可以对金属或非金属材料的缺陷(内部的和表面的)进行探测，还可对材料的厚度(如锅炉壁厚)、强度(如混凝土及塑料强度)和高度(如液面高度)等参量进行检测。之所以能够探伤，主要是利用了超声波的传播能量大、方向性好及在不同介质的界面上具有反射特性。超声波探伤具有灵敏度高、穿透力强、效率高、成本低、对人体无害的优点。

　　19. 汽车万里行的保障-齿轮焊缝超声探伤机
　　齿轮焊缝超声探伤机一套数字化半自动探伤设备。该设备用于对汽车齿轮焊缝进行超声探伤。它可发现齿轮焊缝中不小于Φ0.5平底孔当量的各种缺陷，自动计算出未焊好长度在焊缝总长中所占的百分比，以及检测范围内的焊接深度，并予以显示。除装卸料外，全部操作过程在计算机的控制下实现了自动化。

　　20. 看得见的超声-动态光弹成像系统
　　系统的结构示意图如下图所示，动态光弹成像系统完全搭建在光学平台之上，增加了实验系统的抗振动干扰能力。

　　光学系统部分，由激光器发射平行的单色绿光。平行光依次通过起偏器、实验样品和检偏器，并被会聚透镜汇集变成平行光，并由图像采集模块接收。最后，图像采集模块将采集到的图像数据送入计算机进行后续处理。

　　光路中的起偏器和检偏器是一对偏振方向相互垂直的偏振片，当高电压信号激励换能器向下辐射超声波时，通过样品的平行光的偏振方向会因固体的暂时双折射效应而发生改变，从而拍摄到明亮的超声波波前。虚线所示部分为一对圆偏振片，它们的快轴(慢轴)相互正交，且与起偏器和检偏器的偏振轴均成45°角，使得光弹图像中的光强分布仅与样品的内应力大小有关，与应力方向无关。此外，同步延时电路控制激光和超声之间的相对延时，通过改变超声波在样品中的传播距离，从而令观察者看到在固体中传播、散射的声场图像。

　　动态光弹系统结构示意图

　　21. 超声相控阵无损探伤系统试块演示(多功能厅)

　　22. 岩石物理测试平台和实验演示

　　23虚拟现实(Virtual Reality，VR)中的全景声体验互动

　　24《水下message》模型展示+PPT
　　参观者可进行水下通信机互传信息的互动体验活动，科普志愿者进行基本原理讲授

　　25参观声场声信息国家重点实验室、声学专用实验室，包括音频声学实验室、半消声室、混响室。
　　声场声信息国家重点实验室：一方面，参观实验室走廊科研成果展板，有引导员进行简要介绍;另一方面，会议室播放PPT，引导员介绍实验室研究方向、水声学的优势及其应用和发展，讲解《神秘的水下声世界》，介绍声音在水下的传播规律，播放海上实验录像片，感受科研人员进行海上实验的过程。

　　消声室可用于传声器的校准、电声仪器设备的测试、语言和听觉声学测试、研究，各种声源的声学特性的测定(如声功率、频谱、指向性等)，以及开展其它须避免反射声或外来噪声干扰的研究工作。

　　现场感受：相互交谈时感觉话音和一般的房间不同，发干;安静下来，寂静的感觉，耳朵有些难受。

　　混响室可用于材料的吸声系数、空气中的声吸收、各种声源的声功率和频谱、以及扬声器的效率等声学测量，和产生人工混响等。

　　现场感受：说话声音听不清，有点像在一个大山洞里说话的感觉。

　　五、活动签到接待处：
　　声学所DSP大楼门口
　　欢迎社会各界、大中小学校组团参加。
　　团队参观敬请预约。
　　联系人：
　　科技发展部：李莎
　　电话：82547927
　　邮箱： lisha@mail.ioa.ac.cn