CN102072937B - 一种恒温恒压沉积物声学测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试装置，具体涉及一种恒温恒压条件下进行海底沉积物样品声学测试的平台。本发明包括样品仓、样品架、恒压装置、恒温装置、加压装置、加压仓、加压柱塞、测温传感器、测压传感器、位移传感器和换能器安装装置，其中样品架安装在样品仓盖内侧；加压仓与样品仓密封固定连接；加压仓内部的加压柱塞与样品仓的活塞连接，并通过动密封穿过加压仓盖与位移传感器相连；2组换能器安装装置分别安装在样品仓盖外侧和加压柱塞内部。本发明的优点可以在实验室，方便、直观的对海底沉积物进行模拟海底温度和压力环境条件下的较高精度的声学测量。本发明可以海洋研究中广泛使用。

Description

一种恒温恒压沉积物声学测试平台

技术领域

本发明涉及一种测试装置，具体涉及一种恒温恒压条件下进行海底沉积物样品声学测试的平台。

背景技术

海底沉积物声学参数是一个重要沉积物物理特性参数，有利于研究海底沉积物的声传播、声衰减和声反射等，有利于海洋声学设备的开发和使用。目前其测量方法有二种：取样测量与原位测量。取样测量是将沉积样品取到实验室，用声学设备对样品进行测量，其优点是方便、直观、可重复测量，但缺点是破坏了海底的实际温度和压力环境，数据精度低。原位测量是将声学设备直接放到海底进行测量，其优点是保持了海底的温度压力环境，数据精度高，但缺点是费用高、重复难度大、不直观。

发明内容

为了解决取样测量和原位测量存在不足，并能获得较高精度的测量数据。本发明提供的测量平台，能方便地在实验室里模拟海底的温度和压力，对海底沉积物样品进行恒温恒压的无限次数的重复和直观测量。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：将海底沉积物样品置在一个可抗内压和保温的样品仓内，恒压装置与恒温装置分别与样品仓连接，根据设定的温度和压力进行自动调节，并最终达到平衡。样品仓内安装样品架，并可调整，使不同直径的样品始终保持样品的中心轴与样品仓、换能器的中心轴在同一平面。样品仓一端为固定样品仓端盖，另一端为与加压仓密封连接，加压仓内部的加压柱塞利用动密封进入样品仓。样品仓中部设计对称的玻璃窗，通过观测窗可以直接观察到样品仓内的样品，玻璃窗的中心对应标准样品与加压柱塞接触端。样品仓盖上设计温度和压力传感器，可实时测量样品仓内的温度和压力。换能器安装装置在样品仓盖外侧和加压柱塞的内部，不受压力与温度平衡的影响，在保持恒温恒压的条件下，可以方便的更换换能器。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种恒温恒压沉积物声学测试平台，包括样品仓、样品架、恒压装置、恒温装置、加压装置、加压仓、加压柱塞、测温传感器、测压传感器、位移传感器和换能器安装装置，其特征在于保温层在样品仓壁的外围形成密封；恒压装置和恒温装置与样品仓相连通；测温传感器和测压传感器的探头位于样品仓内；样品架安装在样品仓盖内侧；加压仓与样品仓密封固定连接；加压仓内部的加压柱塞与样品仓的活塞连接，并通过动密封穿过加压仓盖与位移传感器相连；2组换能器安装装置分别安装在样品仓盖外侧和加压柱塞内部。

作为优选，上述恒温恒压沉积物声学测试平台中所述样品仓壁和保温层上开有观测窗；观测窗通过样品仓壁和保温层透视样品仓内部。

作为优选，上述恒温恒压沉积物声学测试平台中所述观测窗是对称开设，且观测窗的中心位置对应样品和加压柱塞的初始接触端，这样可以更全面观察到样品仓内的具体内容。

作为优选，上述恒温恒压沉积物声学测试平台中所述样品架上的样品、样品仓和换能器安装装置两端平面中心点保持同轴。

作为优选，上述恒温恒压沉积物声学测试平台中所述换能器安装装置与样品仓盖和加压柱塞为可拆卸连接，作为更佳选择，上述换能器安装装置与样品仓盖和加压柱塞为螺纹连接。

作为优选，上述恒温恒压沉积物声学测试平台中加压柱塞内部的换能器安装装置与加压柱塞固定连接。

本发明包括保温保压带观测窗的样品仓、样品架、恒温装置、恒压装置、加压装置、加压柱塞、换能器安装装置、温度测量传感器、压力测量装置和位移传感器。样品仓、样品架、加压仓和加压柱塞均为不锈钢材料，以满足长期与水，甚至于海水接触的工作需求。

本发明的有益效果是，可以在实验室，方便、直观的对海底沉积物进行模拟海底温度和压力环境条件下的较高精度的声学测量。

附图说明

图1本发明整体结构示意图

1、样品仓  2、样品架  3、保温层  4、观测窗  5、恒压装置  6、恒温装置7、测温传感器  8、测压传感器  9、加压装置  10、加压柱塞  11、样品仓盖12、加压仓  13、加压仓盖  14、位移传感器  15、换能器安装装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施作进一步说明。

实施例1

参照附图1，制作一种恒温恒压沉积物声学测试平台，包括样品仓1、样品架2、恒压装置5、恒温装置6、加压装置9、加压仓12、加压柱塞10、测温传感器7、测压传感器8、位移传感器14和换能器安装装置15，其特征在于保温层3在样品仓1的外围形成密封；恒压装置5和恒温装置6放置于样品仓1外面，但与样品仓1相连通；测温传感器7和测压传感器8的探头位于样品仓1内；样品架2安装在样品仓盖11内侧；加压仓12与样品仓1密封固定连接；加压仓12内部的加压柱塞10与样品仓1的活塞连接，并通过动密封穿过加压仓盖13与位移传感器14相连；2组换能器安装装置15分别安装在样品仓盖11外侧和加压柱塞10内部。样品仓1壁和保温层3上开有观测窗4；观测窗4通过样品仓1壁和保温层3透视样品仓1内部。观测窗4是对称开设，且观测窗4的中心位置对应样品和加压柱塞10的初始接触端。样品架2上的样品、样品仓1和换能器安装装置15两端平面中心点保持同轴；换能器安装装置15与样品仓盖11和加压柱塞10为可拆卸连接，即为活动连接。

本发明的恒温恒压沉积物声学测试平台的样品仓1采用不锈钢制作，样品仓壁的外层安装保温层3，观测窗4透过样品仓1壁和保温层5，使得可以在外面直接观察到样品仓1内部。利用样品仓盖11内部安装样品架2，并使得样品的中心轴与换能器安装装置15的中心保持同轴，同时使样品与样品仓盖11内壁贴紧。使用恒压装置5充满样品仓1内的液体和保持恒压，使恒温装置6调节样品仓1的温度，使用加压装置9给样品仓1加压，同时使用测温传感器7和测压传感器8测量样品仓1内的实时温度和压力。在换能器安装装置15上安装换能器，通过加压柱塞10向样品仓1内推进，使换能器与样品之间完全耦合，并用位移传感器14来测量加压柱塞10的推进距离。

测试平台在使用过程中，二组换能器中一个发射声波，一个接收声波，声波穿透样品仓两端和样品，通过外接信号发生器与声波接收器进行测量。同一个样品可以调置不同的温度或不同的压力，一种种换能器测量完成后，换能器安装装置可以拆卸下来更换不同的换能器再进行测量。

Claims (7)

1.一种恒温恒压沉积物声学测试平台，包括样品仓(1)、样品架(2)、恒压装置(5)、恒温装置(6)、加压装置(9)、加压仓(12)、加压柱塞(10)、测温传感器(7)、测压传感器(8)、位移传感器(14)和换能器安装装置(15)，其特征在于保温层(3)在样品仓(1)的外围形成密封；恒压装置(5)和恒温装置(6)放置于样品仓(1)外面，但与样品仓(1)相连通；测温传感器(7)和测压传感器(8)的探头位于样品仓(1)内；样品架(2)安装在样品仓盖(11)内侧；加压仓(12)与样品仓(1)密封固定连接；加压仓(12)内部的加压柱塞(10)与样品仓(1)的活塞连接，并通过动密封穿过加压仓盖(13)与位移传感器(14)相连；2组换能器安装装置(15)分别安装在样品仓盖(11)外侧和加压柱塞(10)内部。

2.根据权利要求1所述的恒温恒压沉积物声学测试平台，其特征是所述样品仓(1)壁和保温层(3)上开有观测窗(4)；观测窗(4)通过样品仓(1)壁和保温层(3)透视样品仓(1)内部。

3.根据权利要求2所述的恒温恒压沉积物声学测试平台，其特征是所述观测窗(4)是对称开设，且观测窗(4)的中心位置对应样品和加压柱塞(10)的初始接触端。

4.根据权利要求1所述的恒温恒压沉积物声学测试平台，其特征是所述样品架(2)上的样品、样品仓(1)和换能器安装装置(15)两端平面中心点保持同轴。

5.根据权利要求1所述的恒温恒压沉积物声学测试平台，其特征是所述换能器安装装置(15)与样品仓盖(11)和加压柱塞(10)为可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的恒温恒压沉积物声学测试平台，其特征是所述换能器安装装置(15)与样品仓盖(11)和加压柱塞(10)为螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的恒温恒压沉积物声学测试平台，其特征是加压柱塞(10)内部的换能器安装装置(15)与加压柱塞(10)固定连接。

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