[發明專利]一種海底底質聲學參數原位測量系統

有效

• 申請號: 200910255767.8
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN102109343A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 郭常升;李會銀;譚寶海;谷明峰;李艷華
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術領域

本發明涉及聲學測量系統，具體說是一種海底底質聲學參數原位測量系統。

背景技術

海底底質的聲學特性對海洋環境聲場有著重要的影響，是水雷潛艇探測、水中通信等研究不可缺少的內容。在我國主要是依靠部分海域(主要是在南海海域)的地質取樣，測量分析樣品的聲學參數，這些研究還遠遠不能滿足軍事海洋聲學的需要，主要原因有：一是取樣站點少，沒有代表性；二是地質取樣較深，測量的聲學參數是縱向的平均聲參數，而軍事上需要的一般是橫向的表層沉積物的平均聲參數；三是直到目前，我國還沒有掌握海底底質聲學參數原位測量技術，不能直接測量海底淺層沉積物的聲學參數，依靠的是地質取樣，實驗室內測量分析，這種調查方式造成測量速度慢、效率低，測量數據不夠準確。因此，海底表層底質聲學參數原位快速測量設備是我國軍事海洋學研究的現實需求，研發此類設備可以為我國提供一種目前缺少的海洋環境參數快速測量手段。

發明內容

針對現有技術中存在的取樣點少、測量效率低以及測量數據不夠準確的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種可以隨機取樣、測量效率高以及測量數據準確的海底底質聲學參數原位測量系統。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

包括通過電纜連接的水上部分和海底部分，其中，水上控制部分包括GPS模塊、電源及電纜數據傳輸接口；海底部分包括電纜數據傳輸接口、聲波發射激勵電路、聲波發射換能器探針、聲波接收換能器探針及聲波波形數據采集電路。

所述水上部分通過USB接口與工控機相連；所述電纜傳輸接口將工控機下達的控制命令調制后通過電纜傳送給海底部分、并對海底部分上傳的數據解調后送至工控機進行處理、記錄。

所述水上部分的輸出端通過電纜與聲波發射激勵電路相連、輸入端通過電纜與聲波波形數據采集電路相連，用于對海底部分傳遞控制命令和接收海底部分上傳的數據信號。

所述聲波發射換能器探針通過數據線與聲波發射激勵電路相連，所述聲波接收換能器探針通過數據線與聲波波形數據采集電路相連；聲波發射換能器探針和聲波接收換能器探針構成聲系，用于采集數據信號。

海底部分整體為人字架形結構，人字架的兩邊為鋼管，兩鋼管的一端焊接形成交叉點，該交叉點設有聲波發射換能器探針，兩鋼管的另一端與交叉點之間設有聲波接收換能器探針。

所述海底人字架的三個端點設有重力相等的加重鉛球，該加重鉛球使聲波發射/接收換能器探針插入沉積物中，并使海底部分保持穩定。

所述聲波發射換能器探針為寬頻高能量發射探頭；所述聲波接收換能器探針為兩個以上的高靈敏度接收探頭。

所述聲波發射激勵電路及聲波波形數據采集電路設置在電路密封耐壓容器內；所述電路密封耐壓容器固接在人字架上。

所述GPS模塊內存有GPS定位程序，用于測定海底底質聲學參數原位測量系統的大地坐標。

本發明具有如下優點：

1.可自行選擇測量方式?？梢哉军c式測量，也可以連續拖動測量；由于海底測量部分采用合理的人字架形構造，使測量方式可以根據需要進行站點式測量或航行拖動測量。這種測量方式節省了大量的人力和時間，極大地提高了海底底質聲學參數測量的速度和效率。

2.測量數據精確。由于聲波發射/接收換能器探針直接插入沉積物中測量，幾乎對沉積物不產生擾動的狀況下原位測量，得到的測量數據最接近其真實值。

3.結構簡單，穩定性好。本發明海底底質聲學參數原位測量系統操作靈活方便，測量效率更高，并且由于采用人字架形構造，保證了海底測量部分的穩定性。

附圖說明

圖1是本發明水上部分控制面板示意圖；

圖2本發明海底部分結構圖；

圖3是本發明系統結構原理圖；

圖4是本發明測量系統工作界面圖；

圖5是本發明測量系統參數設置界面圖；

圖6是本發明測量系統增益選擇窗口圖；

圖7是本發明測量數據存儲窗口圖；

圖8是本發明已存數據選擇回放文件窗口圖；

圖9是本發明存儲文件回放圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

如圖3所示，本發明海底底質聲學參數原位測量系統由兩部分構成：水上部分和海底部分，本實施例兩部分通過鎧裝電纜連接。