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随着深水抗风浪网箱的推广应用，我国的海水网箱养殖逐渐从10m等深线向20m以深海域发展，养殖区域不断扩大，网箱趋于大型化，养殖生产中迫切需要解决水下观察和安全监控等技术问题。已有的光学水下监视系统，由于对海区水体透明度要求较高，使用中具有很大的局限性。而声波在同一种媒介中的传播速度基本为一常数，对目标的分辨率和检测距离与水介质的透明度无关，是理想的信息载体。因此，利用声呐探测技术，定量评估和监测网箱圈养水体内的生物量变化，研究开发用于深水网箱养殖过程安全管理的声学监控设施，将具有更广泛的应用。
利用声学原理进行鱼群探测和资源评估的基础是鱼体目标强度。为此，首先以黄海、东海主要养殖鱼类许氏平鲇和大黄鱼为研究对象，在消声水池中选用KF-668双屏彩色探渔仪等仪器在50kHz和200kHz工作频率下对研究对象目标强度及背向反射声截面与体重和体长的关系进行研究。试验结果显示，体重和体长均可用做定量表述上述两种鱼类目标强度的参数。TS大黄鱼在50kHz频率下身体各向目标强度值介于-32.63dB～-58.01dB;200kHz频率下身体各向目标强度介于-29.3dB～-56.99dB。TS许氏平鮋在50kHz频率下身体各向目标强度值介于-31.93dB～-64.68dB;200kHz频率下身体各向目标强度介于-31.74dB～-63.26dB。身体各向目标强度大小为TS侧向＞TS背向＞TS头向＞TS尾向。通过计算得到不同频率下待测样本侧向目标强度和体长的关系式。50kHz:TS大黄鱼=24.8logL(cm)-73.9(侧向);200kHz:TS大黄鱼=23.9logL(cm)-71.3(侧向).50kHz:TS许氏平鮋=25.7logL(cm)-69.16（侧向）；200kHz:TS许氏平鮋=26.4logL(cm)-70.8（侧向）。试验结果为深水网箱声学水下监测系统的设计提供基础数据支持。
在得到黄海海域和东海海域主要养殖对象许氏平鲇和大黄鱼目标强度数据，以及两种鱼类目标强度和体长的关系式基础上，基于生物资源量声学评估原理，设计并试制一种水下声学监测仪。为验证和完善设计方案，在中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所的消声水池中，对试制的样机进行了模拟测试。试验采用的模型网箱依据周长40m的HDPE圆形网箱尺度，按1:5模型比尺制作，并选择体型与许氏平鲉和大黄鱼相似的淡水鱼进行实验。首先使用水下声学监测系统测试空网的目标强度，将空网目标强度数据剔除，然后每次投放10尾鱼到模拟网箱中测试鱼群的目标强度信号，每次测试10min，测试4至5次，将目标强度根据公式转换成其反向散射声截面，取数据的算术平均数，然后根据公式将平均反向散射.声截面转换为实验样本的目标强度，为最终实验结果。得到模拟网箱中不同数量鱼群的目标强度数据。在实验中总结水下声学监测系统样机设计中存在的不足，根据实验情况改进样机的性能，试制出由超声波换能器阵，收发控制器，数据采集器、外部供电电源和工作电脑等组成的深水网箱工况声学监控系统正样机。换能器阵采用球冠面结构，7个超声波基元位于正六边形的六个顶点和中心位置，基元间间距大于声束角，以保证各基元声束主瓣不会相互重叠，同时扩大监测范围，减少盲区。
对试制的监控系统样机在山东省青岛市胶南琅琊镇深水网箱养殖场进行了海上实测。试验网箱为周长40m的HDPE圆形深水网箱，网衣水下深度6m，网箱养殖鱼类为许氏平鲉，平均个体重量0.5kg，试验时将换能器在安放于水深0.2m处，分别对放养数量为200尾、3000尾、5000尾、15000尾4个网箱和空网箱（无鱼）的声学信号进行了采集，以目标强度测试结果作为数据统计依据。结果表明：在网箱内鱼群密度较小（5000尾）的情况下，试制的水下声学监测系统可以直观反映深水网箱中养殖鱼类的生物量随着数量的增减而发生变化，基本达到对深水网箱中鱼群生物量变化的监测的设计目的；当网箱内鱼群密度较大时，目标强度增加的幅度和规律性与预期的结果不甚一致，分析原因，一是可能由于仪器设备信号饱和的原因，二是由于鱼群密集于网箱内的有限区域内，密度过大，仪器精度无法满足所致，这有待于今后可通过选择性能更好的换能器，提高仪器设备性能加以完善。