[發明專利]一種基于海底沉積物的聲速測量裝置

在審

• 申請號: 201510026389.1
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104614445A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 王川;趙先龍;孫磊;鄧玉芬;阮銳
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍92859部隊
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

技術領域

本發明屬于聲速測量技術領域，尤其是一種基于海底沉積物的聲速測量裝置。

背景技術

目前，主要有以下兩種測量裝置用于海底沉積物聲速測量：一種是國家海洋局一所在海底沉積物聲學特性研究中利用WSD-3數字聲波儀構建了聲速測量裝置，另一種是廣東工業大學機電工程學院和中科院南海海洋研究所共同開發了一種基于聲波探針的海底沉積物聲速測量裝置。下面對上述兩種聲速測量裝置分別進行說明：

以WSD-3數字聲波儀構建的聲速測量裝置，采用的是脈沖前沿檢測的時延估計方法。其發射換能器頻率分別為25kHz,50kHz、100kHz、150kHz、200kHz、250kHz六種，聲學特性測試所用樣品的長度用游標卡尺測量，精度為0.1mm。重力式取樣管獲得的樣品直徑104mm，長度介于500～3000mm之間，平均長度1093mm。該測量裝置的優點是：樣品長度大，對長度測量裝置精度要求低，結構簡單；該測量裝置的缺點是：換能器小，工作頻率低，樣品長度過大，測量結果為各層沉積物聲速的綜合結果，影響測量。

基于聲波探針的海底沉積物聲速測量裝置所采用的發射換能器頻率40kHz，樣品長度300mm。該測量裝置的缺點是：聲波探針靈敏度低，對樣品有額外的擾動；頻率低，介質內聲場復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、結構緊湊、測量精度高且使用方便的基于海底沉積物的聲速測量裝置。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于海底沉積物的聲速測量裝置，包括底座、垂直支架、手搖柄、精密滾珠絲杠、線性滑塊、接收換能器支架、接收換能器、發射換能器支架、發射換能器和測距傳感器，垂直支架和發射換能器支架安裝在底座上，發射換能器安裝在發射換能器支架上，精密滾珠絲杠安裝在垂直支架上，手搖柄安裝在精密滾珠絲杠的頂端，該手搖柄與測距傳感器相連接并驅動測距傳感器圍繞精密滾珠絲杠旋轉，線性滑塊可上下滑動安裝在精密滾珠絲杠上，接收換能器支架水平安裝在線性滑塊的外側，所述的接收換能器安裝在接收換能器支架的底部，在接收換能器與發射換能器之間安裝有沉積物樣品管，該沉積物樣品管的底部嵌裝在發射換能器支架內；所述的接收換能器、發射換能器及測距傳感器與聲速測量儀表相連接。

而且，在發射換能器支架的底部側壁上安裝有一排水龍頭。

而且，所述的發射換能器采用窄波束的發射換能器。

而且，所述的測距傳感器采用的是光電編碼器。

而且，所述沉積物樣品管直徑為73mm，沉積物樣品管長度為50～200mm，接收換能器與發射換能器平面相對夾角不大于0.1度。

本發明的優點和積極效果是：

1、本發明將沉積物樣品管垂直設置接收換能器和發射換能器之間，通過安裝在接收換能器上方的測距傳感器測量發射換能器和接收換能器之間的準確距離，從而實現沉積物的聲速測量功能，在保證距離測量精度的前提下減小了樣品長度。

2、本發明采用窄波束的發射換能器，采用較低的工作頻率，減小介質吸收損失，保證接收信號質量，減小介質分層對聲速測量的影響。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是測量儀表的電路方框圖。

圖1中，1-手搖柄，2-精密滾珠絲杠，3-線性滑塊，4-接收換能器支架，5-接收換能器，6-沉積物樣品管，7-發射換能器支架，8-排水龍頭，9-發射換能器，10-底座，11-垂直支架，12-測距傳感器，13-測量儀表。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述：