科研型多功能回声探测仪

鱼类和其它水生动物调查研究

水下物体声学自动监测

渔业资源调查

沉水植物研究

水体底质分类研究

水深测量

上海泽泉科技股份有限公司

Zealquest Scientific Technology Co., Ltd.

美国BioSonics中国技术服务中心

多功能回声探测仪（鱼探仪）——DT-X

目前市场上唯一同时满足鱼类、沉水植被和底质分类调查的科研型回声探测仪

美国 BioSonics 公司作为水声学探测领域的领导者，30 多年来一直致力于为全球范围内的用户提供完善的水声评估系统解决方案。DT-X

多功能回声探测仪采用世界先进的数字化回声探测技术设计制造。基于水声学原理，可研究鱼类的数量、分布、大小、行为和生物量；分

析沉水植物的空间分布、密度和冠盖高度；确定水底的形态和底质组成并测量水深。后处理软件可以一键下载地图并将分析的结果如航

迹、水深、植物分布、底质类型等显示在地图上；还可导出 CSV 格式的表格，所得到的数字化、实时的、动态的水声数据可以直接输入 GIS

系统进行综合分析。

主要功能

鱼类和其它水生动物调查

数量和密度

行为与空间分布

个体大小和生物量推算

种群结构推算

鱼类回波信号 GIS 制图（鱼类分布）

沉水植被调查

百分比或者总的覆盖度

空间分布

冠盖高度

生物量推算

水深测量和底质分类研究

水体深度

底质类型（岩石、沙子、软泥等）

水深绘图

沉积物厚度指示

底质回波信号 GIS 制图（底质分类及分布）

沉水植物回波信号 GIS 制图（植物分布）

01

02

换能器的配置原则

高频（如 420kHz）更适合于小的“目标”和近距离探测

低频（如 38kHz ＆ 70kHz）更适合于大的“目标”，海洋

环境和远距离探测。

分裂波束的换能器用于计数和追踪个体目标，并且确

定精确的目标声学强度用于测量目标大小

单波束和分裂波束换能器都适合水深测量、底质分

类，以及鱼类和浮游动物聚类、沉水植物数据的采集

应用 鱼类 浮游动物 植物 底质分类 水深测量

可以使用单波束吗？ 不适合个体 YES，只能评估生物量 YES YES YES

可以使用分裂波束吗？ YES YES，生物量和浮游动物个体 YES YES YES

适合于淡水的频率 420，200，120，70，38kHz 420，200 kHz 420，200 kHz 200，120，70，38 kHz 420，200，120，70，38 kHz

适合于海洋的频率 200，120，70，38 kHz 420，200，120 kHz 420，200 kHz 120，70，38 kHz 420，200，120，70，38 kHz

不同频率的超声波在淡水和海水中的探测距离

应用领域

渔业资源调查、鱼类行为与生态学研究

其它水生动物调查研究

沉水植被时空分布、生物量、覆盖度等研究

水深测量和水下地形研究

水体底质分类研究和调查

技术参数

波束类型：分裂波束或单波束

换能器频率：38, 70,120,200,420 和 1000kHz

信号类型：数字信号

通过 NMEA0183 协议实时显示水深和航速

换能器可集成方位传感器

回声检出限：-140dB

动态范围：大于 160dB

脉冲频率：0.01-30 次 / 秒可调

脉冲宽度：0.1-1.0 毫秒可调

探测距离：0-2000 米

旁瓣效应：-35dB

电缆长度：标配 7.5 米，（7.5-275 米可选）

发射功率：最低 100W RMS

最高 1000W RMS

功耗：30W

适配电源：11-14V 直流电或 90-264V 交流电

主要特性

多线程（通道）技术——一台主机可操控多达 10 个换能器

工作

可同步采集鱼类、水深、沉水植物和底质等数据

配置高性能“三防”触屏电脑

配置差分 GPS

可实时显示水深和航行速度

可配置方位传感器

军用级别的防水接头

高分辨率彩色回波图

市场上独一无二的沉水植被和底质分类软件 BioSonics

Visual Habitat

兼容 EchoView, Sonar 5, QTC Impact 等第三方声学数据

分析软件

可自动从 Google, Bing, Open Street 等地图服务器下载

地图

尺寸和重量

主机：49×39×19cm，9kg

换能器：

200, 400, 1000kHz：直径 18cm，高 17cm，4kg

38，70，120kHz：直径 26cm，高 22cm，14-17kg

03

调查研究

1） 鱼类和其它水生生物调查

分裂波束技术可以计算鱼类个体

在波束中的三维位置以及它在自

然状态下的目标强度

以船只作为载体进行流动式调查 调查示意图

调查断面设计 Visual Acquisition 数据采集软件

鱼类计数和行为追踪 通过彩色回波图可以看出鱼类的分布和行为特征

与通常的方法比较，利用回声探测仪评估鱼类资源量直接、迅速、

调查区域广、不损坏生物资源、提供可持续的数据。通过回声计数

（Echo Counting）和回声积分（Echo Integration），记录个体和鱼

群在自然状态下的目标强度，进行鱼类资源评估。试验证实，声学

计数和人工计数的鱼类数量具有很好的相关性（左图）。

04

Lake Washington 沉水植被分布图（GIS 制图） 导出的 CSV 格式的文件支持 ArcGIS 软件等的分析

水声学探测沉水植被虽然是较新的技术，但是一些学者已经进行了深入研究，并与其它方法进行了对比。Ray D. Valley 等在美国 Square

Lake 所做的实验显示，人工潜水所做的植物冠盖高度和水声学探测的数据无显著差异（下图，左）。Winfield 等人在英国 Cotswold Water

Park 使用回声探测仪所探测出的水生植物的覆盖度和使用影像记录的数据有较好的相关性（下图，右）。

声学调查和潜水人工测量沉水植物冠盖高度对比 声学和影像视频调查沉水植物覆盖度对比

Visual Habitat 数据处理软件可以帮助用户一键下载地图，并将调查区域的航迹、水深、沉水植被、底质类型的结果清晰地在地图上标示出

来，并可以通过插值法生成分布图。同时，分析导出的数据可以支持导入 ArcGIS 等软件进行高级制图

支持从 Googel Earth、Bing、Open Street 等地图服务器调用并下载地图

2） 沉水植被调查

数据采集 沉水植被回波图显示

05

3） 底质分类和水深测量

探测水深和测距是回声探测仪最初的应用领域，用户从显示器上便可以直接读出水深数据，同时可以直接观察到目标物体位于水下的准确

位置。使用 Visual Habitat 软件分析探测过的海底或河床，可以推断出水下底部的特征，得到的数据结合其它相关的相应软件能够绘制出相

应的底质分类图。用户也能够分析和监测因近海环境变化和其它因素所造成的水底变化。

不同类型的底质

水深和底质探测 Lake Washington 底质分类及分布 Lake Washington 水深制图

GIS 水深绘图 GIS 底质类型绘图

06

回声探测仪换能器（Transducer）将电子信号转换成声音脉冲并发射到水中，声波在水中传播过程中遇到障碍物时，由于物体的声阻抗率

与水介质的不同，该物体会对入射声波产生散射及反射作用，部分声音信号反向散射至换能器，如果信号水平超过用户选择的阈值，会被

换能器接收转化为电子信号并传输至控制电脑，生成回波图。根据声波发射后收到目标回声信号（Echo Signal）的间隔时间和声波在水中

的传播速度（1500m/s, 标准条件下），可测得目标所处的位置，对回声信号强弱和结构加以分析，可估算出目标强度、目标数量及分布状况

等。

目标强度是水声学评估的一个重要参数，它是一个度量目标物体声波反射性能的参数，其物理意义上与反射系数较为接近。目标强度的定

义是在距离目标的声学中心 1m 处，由目标反射回来的声强与同一方向上入射声强之比，取以 10 为底的对数后再乘以 10。目标强度

（Target Strength, TS）表示为：

TS = 10×lg( Ir / Ii ) = 20×lg(Pr /Pi )（A）

（A）式中 Ir、Ii 为反射声强和入射声强， Pr、Pi 为反射声压和入射声压。

后来有学者又将目标强度定义为：

TS = 20 ×lg(σ/4π)（B）

（B）式中，TS 表示目标强度 ( dB)，σ表示目标物体的水声学截面 (m2 )。σ可以看作是目标物体对入射波产生散射的声学等效面积。

系统配置

一个完整的 DT-X 回声探测系统的配置主要包括如下部件：

必选配置

可选配置

主机系统 数字换能器 数字电缆 校准球 数据处理软件

“三防”电脑 GPS 传感器 换能器固定架 换能器拖体 外置蓄电池

回声探测的基本原理

07

多频率渔业调查系统——FX

多通道、多频率换能器同步发射

高分辨率彩色回波图

高性能分裂波束和单波束换能器

船底安装

产品特性

渔业和海洋生物移动式调查

鱼类种群和总生物量研究

通过不同频率换能器频差分析进行种类划分

沉水植物调查评估和分布图绘制

水体底质类型分类

水深测量和绘图

应用领域

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性能指标

实时数据采集、可视化、存储和回放软件

支持Windows系统和多回波图同步显示

目标物体圆窗和示波器工具

开机自检和校准

实时深度和航行速度输出

基底噪声：-140dB

动态范围：大于160dB

发射频率：0.01-30次/秒可调

脉冲宽度：0.1-1.0毫秒可调

探测范围：大于2000m

以太网通讯

差分GPS信号输入

发射功率：100-1000W RMS可调

功耗：30W

适用电源：11-14V直流电或90-264V交流电

标准频率：38, 70, 120, 200, 333, 420kHz

科研级别的分裂波束或单波束

可集成方位传感器

-35dB超低旁瓣效应

多个不同频率换能器同时工作

高强度抗氧化铝、氨基甲酸酯或铜质外壳

换能器

FX工作示意图

09

专注于水生生境调查评估与制图

便携型回声探测仪——MX

沉水植被调查与评估——空间分布、覆盖度、冠层高度

水体底质分类——测量沙子、软泥、岩石等的分布

水深测量、水底绘图

一键下载地图并生成分布图

主要功能

单频率——200kHz

波束角度：8.5-9°，锥形

高强度不锈钢外壳

发射功率： 换能器 105 Watts rms

电源需求：12-18V 直流电或 85-264V 交流电

发射声源水平：213dB re 1uPa

脉冲长度：0.4ms

发射频率：5Hz

距离分辨率：1.7cm

精度：1.7cm± 深度的 0.2%

探测深度：0-100m

仪器操作温度：0-50℃

技术指标

BioSonics Visual Habitat 是完整的分析工具套装，它的分析功能包括：

沉水植被（SAV）——空间分布、冠盖高度、百分比覆盖度

水深测量——绘制出高精度地图和深度图

水体底质分类——描绘岩石、沙子、软泥等不同类型底质的分布

快速从 Google、Bing、Open Street 等地图服务器调用并下载地图

输出文件格式为 CSV（数据表格）或 KML（图形）

快速产生目标物体的分布图，显示航迹断面以及水深、底质类型和沉水植

被的分布

数据分析软件的特点

主机：37cm×26cm×15cm，5.4kg

换能器：8.4cm（高）×4.3cm（直径），1.36kg

尺寸及重量

MX 为全球水生生境调查和水生态研究领域的客户提供水声

学调查解决方案。它采用一体化设计，比普通的回声探测仪更为轻

巧和便携，它将多种功能进行集成，内置差分 GPS 传感器，可以同

时满足沉水植被调查、底质分类、水深测量三种功能。BioSonics

Visual Habitat 数据处理软件可以帮助用户一键下载地图，通过分

析，调查区域的航迹、水深、沉水植被、底质类型的结果都可以清晰

地在地图上标示出来，并可以通过插值法生成分布图。同时，分析

导出的数据可以支持导入 ArcGIS 等软件进行高级制图。

一个调查断面的彩色回波图，图上显示了水深、植

物分布、水下地形等信息。

航迹图，根据内置的DGPS传感器所测的坐标位置绘

制而成，可以加载用户自己的地图，也可以方便地

一键下载第三方地图，如Google、Bing、Open

Street等。

水深绘图，可以将调查断面的水深绘制在地图上。

不同的颜色代表不同的水深，用户可以定义自己喜

好的颜色来代表水深。

沉水植被绘图，可以将调查断面的植物高度和覆盖

度分布绘制在地图上。用户自定义颜色和梯度来代

表植物高度和覆盖度。右图中所有断面中间部分都

为白色，代表无植被分布。

BioSonics Visual Habitat软件可以使用

三线性插值法、反距离加权插值法和普

通克里格插值法来生成二维分布图，可

自动计算栅格化统计结果：面积，水域

体积，最大/最小/平均水深等。

MX回声探测仪与遥控无人船联用

Z-Boat 1800MX水体调查系统由OCEANSCIENCE和

BioSonics公司共同开发，采用OCEANSCIENCE公司

的无线遥控拖船作为移动平台和数据传输平台，采用

BioSonics公司的MX回声探测仪作为数据采集主体，使

用200KHz的超声波回声探测仪采集水体的声学信号，

形成彩色回波图，用于水体地形测量、底质分类调查、

水深测量和沉水植物调查。Z-Boat1800为超小型的调

查船，方便携带，可无线遥控。尤其适合在无法租用船

只的偏远地区和无法行船的浅水中使用。

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声学自动监测系统——DT-X AMS

监测水电站发电机进水通道、溢洪道的鱼类洄游、通过和活动情况

长期监测海岸地区潮汐和风力发电设施对海洋生物影响

长期监测重要水域鱼类、海洋动物等种群数量行为模式等

监测其它水下活动物体（悬浮垃圾、蛙人等）

目标物体 3D 追踪

主要功能

自动化——数据采集和存储完全自动化

实时数据报告——数据报告 / 警示为项目管理人员提供有价值的

信息或启动应急措施

Watchdog 软件——连续监测回声探测仪的工作状态，向仪器维护人

员发送有关系统工作性能方面的信息，如死机、数据丢失或程序中

断等

换能器云台——可编程进行自动化扫描，可增加采样和监视的范围

并保证精确的换能器指向

无人值守——在各种环境条件下长期自动评估水生动物的种群数

量、行为模式和洄游路线

定点监测的应用

确定每个目标物体的大小、位置、运动速度和方向

多线程模式，一台主机可以同时操控 10 个或更多的换能器

以太网远程控制，无线或有线通讯

内置方位传感器，精确控制换能器的指向

数字化分裂波束换能器

抽屉式键盘和和 LCD 监视屏

坚固切轻便的支架和防水外壳

换能器云台

系统特性

一个换能器安装在云台上进行扫描

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基底噪声：-140dB

动态范围：大于160dB

发声频率：0.01-30次/秒可调

脉冲宽度：0.1-1.0毫秒可调

距离设置：>1000m

发射功率：100-1000W rms

10-14V直流电

85-264V交流电

30W功率消耗

数字化分类波束或单波束换能器

较宽广的可供选择的频率范围：38，70，120，200，

420和1000kHz，适合于不同大小目标物体和不同的探

测距离

-35dB超低的旁瓣效应

高强度的不锈钢或电镀铝外壳

完全程序化、多换能器配置

军用级别的连接系统

开机自我诊断和校准

高分辨率、全色彩回波图

多种软件供用户选择

可集成方位传感器等

自动数据处理和报告

技术参数

电力供应

换能器

一个主机可连接多个换能器工作

多换能器固定位置断面布控监测

可设置预警事件，当目标物体接近且超过阈值水平时触发报警

主机单元

水电站进水口鱼类监测

监测到的每个目标物被都会被自动记录

自动生成报告，内容报告：目标物体（鱼类）数量、位

置、运动方向、运动速度

项目管理人员接收实时的数据

最大化节省人力，不需物理取样调查

可通过短信、邮件、Web网页以及手机等移动设备查看

和接收数据

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水下声学自动观测系统——DT-X SUB

AUV 或 ROV 流动声学调查

布放于海底进行自动观测

监测海洋生物的迁移、分布和数量的时间模型

海洋生物的行为学研究和突发事件应答

应用领域

监测和评估鱼类、海洋哺乳动物、浮游动物及其他水生生物

完全自动化，无需外接线缆

包含全功能的 DT-X 分裂波束系统，可满足海底定点式观测

和无人巡航观测

可自定义工作周期，设置唤醒 / 休眠定时器

提供 OEM 版本供客户集成

产品特性

搭载拖体

搭载 AUV 或 ROV 巡航

固定在水底平台仰视观测

DT-X SUB的工作方式

DT-X SUB 系统组成

DT-X SUB搭载Wave Glider巡航 DT-X SUB搭载REMUS AUV巡航

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基底噪声：-140dB

动态范围：大于160dB

发射频率：0.01-30次/秒可调

脉冲宽度：0.1-1.0毫秒可调

探测范围：大于2000m

发射功率：100-1000W RMS可调

性能指标

海底固定平台观测

通讯和数据存储

大容量数据存储

可通过USB和以太网接口进行回声探测仪设置以及数据

下载

可集成数据存储和供电管理系统

外壳：直径25.4cm，长55.9cm

数字换能器：

直径18.3cm，高15.9cm（200, 420kHz）

直径26.2cm，高21.6cm（38, 70, 120kHz）

尺寸

外置电池，11-24V直流电

智能供电控制，保证系统安全，供电不足时自动关闭

系统，充电后重启系统

供电系统

全自动工作

开机时自动诊断和校准

提供常用的设置选项

可集成方位传感器

可预设工作循环周期（休眠/唤醒）

主机单元

科研级别的分裂波束技术

提供38, 70, 120, 200, 420, 1000kHz 6种不同频率的

换能器供用户选择

超低旁瓣效应，-35dB

一个主机可以同时操控多个不同频率换能器

换能器选择

声学数据实时自动分析软件——VisAcq AutoTrack

创建每个鱼类个体目标的信息列表

计算不同水层鱼类密度

计算鱼类的空间/时间分布

推算鱼类的个体大小（TS）分布

将所有的分析结果导出为CSV表格

主要功能

支持BioSonics DT-X、FX、DT-X SUB、DT-X AMS多种型号回声探测仪，获取并实时自动分析数据，工作时采集

数据和分析数据同步进行，大量节省时间

VisAcq AutoTrack数据实时显示