二维码技术在水听器配对过程中的应用研究

吴 凯，陈卫华，包英俊

（中国船舶集团公司第七一五研究所，浙江 杭州 310023）

0 引言

在水听器批量生产过程中，合格的单个水听器的性能参数之间也难免有些差异。为了使拖曳线列阵接收信号整体性能最佳，需要将水听器进行配对，提高水听器串性能的一致性。目前在水听器配对过程中，人工需要先读取大批量零散的水听器编号，将其从小到大依次排列，然后根据配对表，从排好序的大批量水听器中挑选出若干个指定编号的水听器，整个水听器配对过程十分烦琐耗时。

二维码是一种能够实现自动识别信息、存储信息与追踪信息的信息技术[1-2]。二维码具有制作简易、可靠性高、成本低廉等优点[3-4]。因此，本文对二维码技术在水听器配对过程中的应用可行性进行研究。

1 二维码赋码方式及识别

根据常用的可变二维码赋码方式，在水听器模型上试验了激光赋码、喷墨赋码及贴标赋码三种技术[5-6]，效果如图1 所示。

使用扫码枪和扫码软件对图1 的三种二维码进行识别，发现激光打印的二维码无法识别，油墨喷码的二维码不易识别，标签粘贴的二维码易识别。因此选择在水听器底部使用贴标赋码技术。

图1 二维码赋码方式对比

2 二维码标识在水听器上的应用可行性验证

2.1 二维码标识耐油性实验验证

由于水听器需要在油中进行约5 min 性能测试，所以需要研究二维码标签的耐油性、粘贴牢固性以及油中浸泡后的识别难易程度。首先批量打印如图2 所示的二维码标签，选择10 个水听器样品进行底部粘贴并进行泡油20 min 试验，过程如图3 所示。

图2 批量打印的带编号二维码标签

图3 二维码标签泡油试验

泡油后取出擦干，观察二维码标签掉色情况和粘接情况，发现无明显颜色变化，无油渗入标签底部，10 个水听器标签粘接牢固。将其放入如图4所示的工装，用扫码枪对10 个水听器二维码标签按照顺序进行识别，发现标签都易识别，识别结果如图5 所示，识别出的编号在Excel 表中的位置与水听器在工装中的位置一一对应。

图4 水听器在工装摆放示意图

图5 水听器编号在Excel 中示意图

2.2 二维码标识对水听器性能的影响试验验证

选取5 个水听器进行试验，测量第一次底部无标签（无标签1）、底部贴标签（贴标签）和第二次底部无标签（无标签2）3 种状态的5 个水听器的灵敏度、相位及电容。将3 种状态的灵敏度、相位及电容与无标签1 的值进行做差比较，研究水听器底部贴标签对水听器性能灵敏度、相位及电容的影响。

3 种状态的5 个水听器样本在8 种频率下的灵敏度与无标签1 的差值如图6 所示。

由图6 可得两点结论：第一，同个水听器在同种状态下，每次灵敏度测量结果也不完全相同；第二，底部贴标签与不贴标签的灵敏度差值很小，与其本身值的数量级相比更是微乎其微，说明底部贴标签对水听器的灵敏度没有影响。

图6 3 种状态的5 个水听器样本在8 种频率下的灵敏度差值

3 种状态的5 个水听器样本在8 种频率下的相位与无标签1 的差值如图7 所示。

图7 3 种状态的5 个水听器样本在8 种频率下的相位差值

由图7 可得两点结论：第一，同个水听器在同种状态下每次的相位测量结果不完全相同；第二，底部贴标签与不贴标签的相位差值很小，并且高度吻合，说明底部贴标签对水听器的相位没有影响。

3 种状态的5 个水听器样本的电容与无标签1的差值如图8 所示。

图8 三种状态的5 个水听器样本的电容差值

由图8 可得两点结论：第一，同个水听器在同种状态下每次电容测量结果不完全相同；第二，底部贴标签与不贴标签的电容差值很小，与其本身值的数量级相比更是微乎其微，说明底部贴标签对水听器的电容没有影响。

3 二维码在水听器配对过程中的应用

二维码在水听器配对过程中的应用原理是：当水听器摆放在工装中，每个水听器的编号与位置都已确定且绑定，按顺序对工装中每个水听器二维码进行扫码识别，就可以获得所有水听器的编号及位置，从而在系统中通过查找功能就可以轻松知道任意编号的水听器在工装中的位置。下面以Excel 为例介绍二维码在水听器配对过程中的应用，整个流程如图9 所示。

图9 二维码在水听器配对过程中的应用流程图

基于此原理，还可以通过设备实现水听器自动扫码识别二维码、自动读取配对表并对目标水听器进行自动抓取来实现自动配对，设备方案如图10所示。

图10 水听器自动配对设备方案示意图

4 结语

本文通过试验首次研究并验证了二维码技术在水听器配对过程中的应用可行性。二维码技术的可行为设备自动配对水听器奠定了坚实基础，让设备配对取代人工配对变成了现实，从而可以大幅度提升配对效率，降低劳动强度。