[發明專利]深海熱液口聲學機架

無效

• 申請號: 201010151749.8
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN101813526A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 樊煒;蔡勇;張祝軍;陳鷹;潘華辰;虞拯;毛潔
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01K1/14
• 分類號: G01K1/14;G01K11/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于深海裝備技術領域，具體涉及一種對深海熱液口原位測溫系統中水聲換能器固定的聲學機架。

背景技術

由于巨大的熱通量、海底熱液生物、“黑暗生物鏈”等與生命起源有關的因素的存在，海底熱液活動區域成為了天然的海底實驗室。溫度場是準確全面估算熱液熱通量和熱液運動擴散方式的關鍵物理參數之一，溫度場的準確測量將為熱液口生物圈的研究、熱液熱通量的估算、海底熱液硫化物煙囪體生長模式的研究、海底熱液成礦機理的研究等相關領域提供幫助。此外，針對海底熱液口高溫、高壓、腐蝕、多塵的極端環境以及避免干擾熱液口的原始溫度場分布，必須采用非接觸式測量，制成一體化的海底熱液聲學原位測溫系統。海底熱液煙囪體是熱液流體在海底噴發形成的管狀結構體，不同地質背景海底的熱液煙囪體的形狀和高度各不相同，因此在研究適用于多種熱液煙囪體的聲學原位測溫系統時，聲學機架的設計是關鍵。針對原位測量深海熱液口溫度場的需要，目前尚未有一種能夠適用于深海環境下的特殊煙囪體的聲學機架面市。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明提供了一種對深海熱液口原位測溫系統中水聲換能器固定的聲學機架。該聲學機架考慮到深海環境中的各種情況，結構設計簡單合理，可靠性強、操作便捷，能很好地解決在深海環境中水聲換能器相對黑色熱液煙囪體位置的固定和溫度測量任務的問題。

本發明解決技術問題所采取的具體方案是：

本發明從上至下依次平行設置的水聲換能器平臺架、上聲學機架和下聲學機架。

水聲換能器平臺架包括三個測量圓弧梁和三個連接件；

上聲學機架包括由三根上橫梁和三個四通連接件組成的等邊三角形的機架；

下聲學機架包括由三根下橫梁和三個三通連接件組成的等邊三角形的機架。

所述的連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在斜向向下方向有一個斜向安裝孔；每個測量圓弧梁的兩端插入兩個連接件的水平安裝孔內，并通過螺釘固定，三個測量圓弧梁和三個連接件圍合成一個圓形的機架，三個連接件將圓形的機架等分為三段，每個測量圓弧梁上設置有滑塊，滑塊與測量圓弧梁通過螺釘固定，所有的滑塊在圓形機架上均勻分布；滑塊用于安裝和固定水聲換能器，拆裝容易，穩定性高。

所述的四通連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向下方向有一個豎直安裝孔、在斜向向上方向有一個斜向安裝孔，兩個水平安裝孔之間的夾角為60°；三根上橫梁的兩端插入兩個四通連接件的水平安裝孔內，并通過螺釘固定，三根上橫梁和三個四通連接件圍合成一個等邊三角形的機架；

水聲換能器平臺架與上聲學機架通過三根連接桿連接；所述的連接桿的兩端分別插入對應的連接件的斜向安裝孔和四通連接件的斜向安裝孔內；上聲學機架中的兩根上橫梁的居中位置上固定有直角掛件，另一根上橫梁的居中位置上固定有上夾緊裝置。

所述的三通連接件在水平方向有兩個水平安裝孔、在豎直向上方向有一個豎直安裝孔，兩個水平安裝孔之間的夾角為60°；三根下橫梁的兩端插入兩個三通連接件的水平安裝孔內，并通過螺釘固定，三根下橫梁和三個三通連接件圍合成一個等邊三角形的機架；

上聲學機架與下聲學機架通過三根支撐桿連接；所述的支撐桿的兩端分別插入對應的四通連接件的豎直安裝孔和三通連接件的豎直安裝孔內；下聲學機架中的一根下橫梁的居中位置上固定有下夾緊裝置，上夾緊裝置與下夾緊裝置位置對應，設置在上聲學機架和下聲學機架的同側。

上夾緊裝置和下夾緊裝置結構相同：包括內芯軸、拉桿、套筒、彈簧和壓頭。所述套筒水平固定設置在對應的橫梁上，套筒內壁圓周上固定設置有擋環，擋環將套筒分隔成止動腔和彈簧腔；所述內芯軸的橫截面為方形，內芯軸貫穿套筒活動設置，其中位于止動腔內的內芯軸上固定設置有卡銷，位于彈簧腔內的內芯軸上設置有與套筒內壁相配的擋片；拉桿穿過套筒活動設置，拉桿的一端伸出套筒壁外，另一端與內芯軸位置對應；彈簧套置在內芯軸上，其一端與擋環連接、另一端與擋片連接；內芯軸的一端穿過套筒的頂蓋與把手固定設置，另一端伸出套筒后穿過對應的橫梁，并與壓頭固定連接；所述壓頭的前端面與上聲學機架或下聲學機架的平面垂直，并刻蝕有加大摩擦系數的波紋線。

本發明所具有的有益效果：

(1)考慮了機架自身的剛度、強度及穩定性，保證水聲換能器在數據測量時，每對水聲換能器的聲中心距離精度控制在誤差范圍之內。

(2)保證了聲學機架固定的穩定性并保證儀器本身和煙囪體的安全性。

(3)材料選擇上綜合考慮了深海的壓強、洋流、PH、鹽堿度等特殊環境對聲學機架所造成的多種影響。