[發明專利]基于聲傳播時間差法測海水流速的儀器

在審

• 申請號: 201610143422.3
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105572419A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 王向東;周相建;周麗芹;宋大雷
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 段秋玲

技術領域

本發明特別涉及基于聲傳播時間差法測海水流速的儀器。

背景技術

傳統的測量海水流速的方法主要有機械法、電磁法、聲學多普勒法。 其中，機械法精度低，響應慢，只能測二維流速；電磁法測量精度較低， 響應慢，能耗高；聲學多普勒法雖然測量精度高，但是由于測速要求水中 有反射體，故無法測量清水流速。

聲學多普勒法的原理是：海水中存在著大量的散射體，這些散射體隨 海水流動，它們的速度即代表了海流的速度，多普勒海流計的超聲波發射 器(聲源)向海水中發射一定頻率的超聲波，由于發射器和散射體之間存 在“相對運動”，根據多普勒效應，發射聲波與散射回波頻率之間就存在一 個頻移，通過測量頻移就可以計算出海水流速。聲學多普勒測流速技術已 在海流測量設備中得到應用，如：單點式多普勒海流計和ADCP，都采用若 干個收發一體的換能器，首先向海水中發射一定頻率的聲脈沖，然后在接 收海水中的散射體反射回來的回波，通過計算發射聲波與散射回波之間的 頻移，就可測得海水的流速。但是以上設備測量數據不準確，計算麻煩， 操作繁瑣。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何克服現有技術的不足，提供基于聲傳 播時間差法測海水流速的儀器。

本發明為實現上述目的采用的技術方案是：基于聲傳播時間差法測海 水流速的儀器，包括壓力傳感器、換能器、溫度傳感器、水密纜接頭。本 發明還包括支撐座、支撐爪以及壓力密封艙，所述壓力密封艙與所述支撐 座通過長桿連接，所述支撐爪安裝在長桿上，所述支撐爪包括若干個延伸 臂，所述延伸臂的端頭安裝換能器，所述支撐座上也安裝換能器，所述延 伸臂上的換能器與所述支撐座上的換能器相互對應，所述壓力密封艙的下 端設有壓力密封艙蓋，所述壓力密封艙蓋上安裝壓力傳感器。

進一步的，本發明溫度傳感器，用來測量水溫，以修正溫度對海水中 聲速的影響，所述溫度傳感器安裝在壓力密封艙蓋上，所述水密纜接頭安 裝在壓力密封艙蓋上。

進一步的，所述壓力密封艙內安裝有三維羅盤、電池組、傾斜傳感器、 信號處理電路以及發射/接收電路。

進一步的，所述延伸臂有三個，三個延伸臂端頭均安裝換能器，所述 支撐座上安裝三個換能器，所述延伸臂上的三個換能器與所述支撐座上的 三個換能器相互對應。

進一步的，所述三個延伸臂有均勻設在支撐爪上，所述支撐座上的三 個換能器均勻分布。

進一步的，所述支撐爪安裝在長桿的中下端，靠近支撐座的位置。

進一步的，所述水密纜接頭內安裝電纜，電纜另一端連接PC，完成通 訊、下載程序、讀取測量數據等操作。

進一步的，與水接觸的所有部件連接處均采用O型橡膠密封圈密封。

本發明流速測量儀器采用了一種新的傳感器排布形式，傳感器支撐結 構簡單且占空間小，與NOBSKA相比，減小了流速測量儀器的擾流程度。再 者，本發明流速測量儀器采用6個換能器，組成3個測量聲軸，三個聲軸 能同時工作，FSI雖然有4個測量軸，但無法同時工作，因此，與FSI相 比，本發明測量的實時性更好。本發明通過以上兩方面的改進，使本發明 的流速測量儀器既有擾流小的特點，又有較好的流速測量實時性，提高了 流速測量的質量。本發明結構設計科學合理，簡單，使用效果好，具有很 好的推廣價值，具有巨大的市場經濟前景。

附圖說明

圖1為本發明主視圖。

圖2為本發明立體結構示意圖。

圖3為本發明立體結構示意圖。

圖4為本發明壓力密封艙5結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明。