[實用新型]沉積物聲速和聲衰減測量裝置

有效

• 申請號: 201821203110.8
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN208520817U
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 孟祥梅;王景強;闞光明;李官保
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第一海洋研究所
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/11
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 趙登高

本實用新型提供沉積物聲速和聲衰減測量裝置，設置在長度方向與寬度方向上具有長度差沉積物箱，并在長度方向與寬度方向上分別安裝一組聲波發射與接收裝置，避免了傳統測量聲衰減方法中切割一段樣品所帶來的樣品擾動，提高了測量準確性與效率；換能器通過壓緊裝置與沉積物箱緊密貼合，可以最大限度地排除換能器與沉積箱之間的空氣，進一步排除空氣對測量結果帶來的干擾；沉積物箱的底板上設計有過濾孔，底板上鋪設土工布，真空泵抽真空時，沉積物在密封膜上部大氣壓和自重作用下，其中的孔隙水和氣泡可以不斷通過土工布和過濾孔排出，從而使沉積物均勻飽和固結。本實用新型克服了傳統方法的缺陷，進一步保證了測量結果的準確性。

技術領域

本實用新型涉及介質聲學特性測量技術領域，更具體地說，是涉及沉積物聲速和聲衰減測量裝置。

背景技術

海底沉積物聲學參數，例如聲波在沉積物中傳播的速度和衰減，是沉積物聲波傳播理論的基本輸入參數，以理論為基礎的聲學模型也需要這些參數。準確獲取海底沉積物中聲速和聲衰減對海洋環境聲場的研究有著十分重要的科學意義。

海底沉積物聲學參數測量技術主要分三種，即反射/折射剖面遙測、原位測量和取樣實驗室測量。反射/折射剖面遙測技術提供的是大體積地層的平均聲速和衰減系數的估計，屬于獲取海底沉積物聲學性質的間接方法，而取樣測量和原位測量屬于直接方法。飽和沉積物中的聲衰減特性和其物理性質之間的關系對于確定聲衰減原因及選擇合適的理論計算模型來說非常重要。然而，通過原位測量或取樣實驗室測量獲得的海底沉積物的聲衰減包含多種形式的衰減，既包括固有衰減，也包括聲波在沉積界面和其他沉積物非均勻體處的轉換以及聲波的散射等，因此，基于原位測量和取樣實驗室測量得到的海底沉積物聲衰減特性與物理性質之間的相關關系往往較差。

在實驗室環境條件下進行沉積物中聲速和聲衰減的測量實驗有著諸多的優勢。首先，沉積物的外界因素可控，還可以采取措施制備均勻飽和的沉積物樣品來排除沉積物分層、包含物、氣泡等對實驗結果造成的影響，因而實驗室測量更有利于對沉積物性質的測試和驗證。

目前實驗室環境條件下進行沉積物中聲速和聲衰減的測量實驗主要包括探針法和切割法，但是，這兩種方法在實施過程中仍具有無法克服的缺陷：

1.探針式沉積物聲速和聲衰減測量裝置是侵入式的，裝有聲學換能器的探針插入沉積物中進行其聲速和聲衰減的測量時，或多或少會對沉積物造成擾動，相比而言，擬申請的沉積物聲速和聲衰減測量裝置對于沉積物是無損的；

2.切割法針對柱狀沉積物樣品進行測試來獲得沉積物的聲速和聲衰減：測量聲速通常做法是在柱狀樣一端安裝連接信號發生器的發射換能器，另一端安裝連接信號接收裝置的接收換能器，這樣測得的聲速實際是柱狀沉積物樣品長度方向上的平均聲速；測量聲衰減還需要截掉一段樣品，利用同軸差距衰減測量法來獲得沉積物的聲衰減，截掉一段樣品勢必會對沉積物造成擾動，特別是對流塑和軟塑的沉積物擾動尤為突出。

實用新型內容

為了克服實驗室環境條件下進行沉積物中聲速和聲衰減的測量實驗所存在的缺限，探針法及切割法帶來的擾動問題，本實用新型提出沉積物聲速和聲衰減測量裝置，克服探針法及切割法帶來的擾動，使測量結果更準確可靠。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

沉積物聲速和聲衰減測量裝置，其包括沉積物箱5、聲波發射與接收裝置、換能器組，

還設置有真空泵1，所述真空泵1通過管路連接至沉積物箱5，用于抽取沉積物箱5內的沉積物所含的水、氣；

所述沉積物箱5具有在長度方向與寬度方向上的距離差；

在所述沉積物箱5長度方向上設置有第一換能器組7及其對應的聲波發射與接收裝置；在沉積物箱5寬度方向上設有第二換能器組8及其對應的聲波發射與接收裝置。