[發(fā)明專利]控壓式水中聲學散射體目標強度測定裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110370508.0
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113091877B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 童劍鋒;鹿文菲;薛銘華;王學昉;張鐘鳴
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

本發(fā)明型提供一種控壓式水中聲學散射體目標強度測定裝置及方法，裝置包括一聲速測定裝置、一數(shù)據(jù)處理器和一密度測定裝置；所述聲速測定裝置包括一聲速測定容器、一壓力泵、一第一換能器、一第二換能器、一信號發(fā)生器和一信號采集器；所述壓力泵、所述換能器連接于所述聲速測定容器，所述信號發(fā)生器連接所述第一換能器，所述信號采集器連接所述第二換能器和所述數(shù)據(jù)處理器。本發(fā)明型的一種控壓式水中聲學散射體目標強度測定裝置及方法，裝置簡單、便攜、適用性更廣，可實現(xiàn)對水下實際壓力的模擬，以獲得更加真實的目標強度值，提高資源評估精度。

技術領域

本發(fā)明型涉及海洋生物資源聲學領域，尤其涉及一種控壓式水中聲學散射體目標強度測定裝置及方法。

背景技術

聲學技術已經(jīng)廣泛應用于海洋生物的資源調(diào)查中，其中目標強度對聲學調(diào)查中的物種判別和資源評估結(jié)果影響重大。由于一些小型水生生物如浮游動物的形狀復雜且尺寸較小，因此直接測量它們的目標強度是不切實際的，需要借助目標散射體與水體介質(zhì)的聲速對比數(shù)和密度對比數(shù)來間接計算其目標強度。因此需要對目標散射體的聲速值進行測定。現(xiàn)有的聲速測定裝置僅能測得正常大氣壓下的生物聲速值，無法模擬其在海水中的實際壓強環(huán)境，所測得值與水下真實值有所偏差，從而造成最終得到的目標強度值不準確。

現(xiàn)有聲速測定裝置，將聲速測定裝置置于壓力容器內(nèi)，其主要分為兩個部分：聲學室和壓力容器，核心組件是聲學室。在垂直于動物室軸線的方向上，用兩張薄橡膠片將水生生物限制在動物室內(nèi)。在動物室的頂部和底部各有一可密封的螺紋孔用于放取動物。在聲學室的兩側(cè)各安裝了一個換能器。所有電線都是防水的，并且通過安裝在壓力容器上的連接器進行外部連接。聲學室室壁上的孔用于釋放在將腔室放入實驗設備和壓力容器期間可能產(chǎn)生的任何氣泡。通過進氣閥和通氣閥進出空氣，從而改變裝置內(nèi)的壓強。如此通過一系列算法得到所測定聲學散射體與水體介質(zhì)的聲速對比數(shù)。將聲速對比數(shù)與通過密度測定裝置得到的密度對比數(shù)相結(jié)合，計算出目標強度值。

現(xiàn)有技術缺點：

1、結(jié)構復雜，壓力裝置和聲速測量裝置彼此獨立，操作繁瑣、便攜性較差。

2、動物室容量較小，可放入生物數(shù)量有限，且不適用于南極磷蝦等體積較大的生物。

3、動物室兩側(cè)的橡膠片對聲速傳播產(chǎn)生影響，會造成最終的結(jié)果有所偏差。

4、觀察窗口較小，無法直觀看到腔室內(nèi)情況。

5、需額外制作壓力容器，增加了制作成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明型提供一種控壓式水中聲學散射體目標強度測定裝置及方法，裝置簡單、便攜、適用性更廣，可實現(xiàn)對水下實際壓力的模擬，以獲得更加真實的目標強度值，提高資源評估精度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明型提供一種控壓式水中聲學散射體目標強度測定裝置，包括一聲速測定裝置、一數(shù)據(jù)處理器和一密度測定裝置；所述聲速測定裝置包括一聲速測定容器、一壓力泵、一第一換能器、一第二換能器、一信號發(fā)生器和一信號采集器；所述壓力泵、所述換能器連接于所述聲速測定容器，所述信號發(fā)生器連接所述第一換能器，所述信號采集器連接所述第二換能器和所述數(shù)據(jù)處理器。

優(yōu)選地，所述聲速測定容器采用透明亞力克材料制成且內(nèi)部形成一倒T形管道，所述倒T形管道包括一水平管道和一豎直管道，所述豎直管道的底部連通所述水平管道的中部頂面；所述豎直管道沿豎直方向形成刻度線，所述豎直管道的頂部連接有一容器口；所述容器口可打開并連通所述壓力泵；所述水平管道的兩端分別連接所述第一換能器和所述第二換能器。

優(yōu)選地，所述容器口與所述聲速測定容器之間設置有一橡膠圈；所述容器口形成一連接孔，所述壓力泵通過橡膠管道和所述連接孔與所述豎直管道連通。

優(yōu)選地，所述容器口采用不銹鋼材質(zhì)。

優(yōu)選地，所述聲速測定容器的底部連接有一不銹鋼底座。