二維碼技術在水聽器配對過程中的應用研究

吳 凱，陳衛華，包英俊

（中國船舶集團公司第七一五研究所，浙江 杭州 310023）

0 引言

在水聽器批量生產過程中，合格的單個水聽器的性能參數之間也難免有些差異。為了使拖曳線列陣接收信號整體性能最佳，需要將水聽器進行配對，提高水聽器串性能的一致性。目前在水聽器配對過程中，人工需要先讀取大批量零散的水聽器編號，將其從小到大依次排列，然后根據配對表，從排好序的大批量水聽器中挑選出若干個指定編號的水聽器，整個水聽器配對過程十分煩瑣耗時。

二維碼是一種能夠實現自動識別信息、存儲信息與追蹤信息的信息技術[1-2]。二維碼具有制作簡易、可靠性高、成本低廉等優點[3-4]。因此，本文對二維碼技術在水聽器配對過程中的應用可行性進行研究。

1 二維碼賦碼方式及識別

根據常用的可變二維碼賦碼方式，在水聽器模型上試驗了激光賦碼、噴墨賦碼及貼標賦碼三種技術[5-6]，效果如圖1 所示。

使用掃碼槍和掃碼軟件對圖1 的三種二維碼進行識別，發現激光打印的二維碼無法識別，油墨噴碼的二維碼不易識別，標簽粘貼的二維碼易識別。因此選擇在水聽器底部使用貼標賦碼技術。

圖1 二維碼賦碼方式對比

2 二維碼標識在水聽器上的應用可行性驗證

2.1 二維碼標識耐油性實驗驗證

由于水聽器需要在油中進行約5 min 性能測試，所以需要研究二維碼標簽的耐油性、粘貼牢固性以及油中浸泡后的識別難易程度。首先批量打印如圖2 所示的二維碼標簽，選擇10 個水聽器樣品進行底部粘貼并進行泡油20 min 試驗，過程如圖3 所示。

圖2 批量打印的帶編號二維碼標簽

圖3 二維碼標簽泡油試驗

泡油后取出擦干，觀察二維碼標簽掉色情況和粘接情況，發現無明顯顏色變化，無油滲入標簽底部，10 個水聽器標簽粘接牢固。將其放入如圖4所示的工裝，用掃碼槍對10 個水聽器二維碼標簽按照順序進行識別，發現標簽都易識別，識別結果如圖5 所示，識別出的編號在Excel 表中的位置與水聽器在工裝中的位置一一對應。

圖4 水聽器在工裝擺放示意圖

圖5 水聽器編號在Excel 中示意圖

2.2 二維碼標識對水聽器性能的影響試驗驗證

選取5 個水聽器進行試驗，測量第一次底部無標簽（無標簽1）、底部貼標簽（貼標簽）和第二次底部無標簽（無標簽2）3 種狀態的5 個水聽器的靈敏度、相位及電容。將3 種狀態的靈敏度、相位及電容與無標簽1 的值進行做差比較，研究水聽器底部貼標簽對水聽器性能靈敏度、相位及電容的影響。

3 種狀態的5 個水聽器樣本在8 種頻率下的靈敏度與無標簽1 的差值如圖6 所示。

由圖6 可得兩點結論：第一，同個水聽器在同種狀態下，每次靈敏度測量結果也不完全相同；第二，底部貼標簽與不貼標簽的靈敏度差值很小，與其本身值的數量級相比更是微乎其微，說明底部貼標簽對水聽器的靈敏度沒有影響。

圖6 3 種狀態的5 個水聽器樣本在8 種頻率下的靈敏度差值

3 種狀態的5 個水聽器樣本在8 種頻率下的相位與無標簽1 的差值如圖7 所示。

圖7 3 種狀態的5 個水聽器樣本在8 種頻率下的相位差值

由圖7 可得兩點結論：第一，同個水聽器在同種狀態下每次的相位測量結果不完全相同；第二，底部貼標簽與不貼標簽的相位差值很小，并且高度吻合，說明底部貼標簽對水聽器的相位沒有影響。

3 種狀態的5 個水聽器樣本的電容與無標簽1的差值如圖8 所示。

圖8 三種狀態的5 個水聽器樣本的電容差值

由圖8 可得兩點結論：第一，同個水聽器在同種狀態下每次電容測量結果不完全相同；第二，底部貼標簽與不貼標簽的電容差值很小，與其本身值的數量級相比更是微乎其微，說明底部貼標簽對水聽器的電容沒有影響。

3 二維碼在水聽器配對過程中的應用

二維碼在水聽器配對過程中的應用原理是：當水聽器擺放在工裝中，每個水聽器的編號與位置都已確定且綁定，按順序對工裝中每個水聽器二維碼進行掃碼識別，就可以獲得所有水聽器的編號及位置，從而在系統中通過查找功能就可以輕松知道任意編號的水聽器在工裝中的位置。下面以Excel 為例介紹二維碼在水聽器配對過程中的應用，整個流程如圖9 所示。

圖9 二維碼在水聽器配對過程中的應用流程圖

基于此原理，還可以通過設備實現水聽器自動掃碼識別二維碼、自動讀取配對表并對目標水聽器進行自動抓取來實現自動配對，設備方案如圖10所示。

圖10 水聽器自動配對設備方案示意圖

4 結語

本文通過試驗首次研究并驗證了二維碼技術在水聽器配對過程中的應用可行性。二維碼技術的可行為設備自動配對水聽器奠定了堅實基礎，讓設備配對取代人工配對變成了現實，從而可以大幅度提升配對效率，降低勞動強度。