CN108414625A - 一种声学特性测量装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声学特性测量装置及系统，包括水听器固定机构、移动机构、N个水听器、声学发射换能器、信号控制分析器；N不小于2；各个水听器固定于水听器固定机构上，水听器固定机构设置于移动机构上，移动机构用于在移动过程中通过水听器固定机构带动各个水听器移动，使各个水听器的采样端通过相应的预设采样孔插入待测沉积物样品中以获得相应的采样信号；信号控制分析器的输出端与声学发射换能器的输入端连接，声学发射换能器的输出端用于与待测沉积物样品的第一端面连接，各个水听器的输出端均与信号控制分析器的接收端连接；信号控制分析器，用于对接收到的采样信号进行分析处理得到待测沉积物样品的声学特性。本发明提高了测量精确度。

Description

一种声学特性测量装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及声学检测技术领域，特别是涉及一种声学特性测量装置及系统。

背景技术

广阔的江河湖海中布满沉积物，并且沉积物能够反映江河湖海底部的构造、环境以及矿产资源等。以海洋沉积物为例，海洋沉积物指的是各种海洋沉积作用所形成的海底沉积物的总称，是以海水为介质沉积在海底的物质。研究海洋沉积物的对研究海底构造、海洋环境、矿产资源、古海洋学、古气候学及全球变化具有重要意义。

目前，沉积物的声学特性是研究水中沉积物的有效方法。如，海洋沉积物的声学特性是船舰航行、潜艇潜行、海底资源探测、海洋工程作业等必须知道和了解的特性。海洋沉积物声学特性包含两个主要的特性参数：声速和声衰减，其中，声速反应出声波在海底传播的快慢程度，声衰减反映出海底底质对声波传播或地震波作用距离的影响。

在实验室中进行沉积物样品的声学特性研究时，通常采用同轴差距测量法测量沉积物的声衰减系数，但是，采用同轴差距测量法测量沉积物样品内部不同层的声学特性时需要将沉积物样品分段切割，从而产生较大的扰动，无法准确获得沉积物的声衰减系数。

鉴于此，如何提供一种解决上述技术问题的声学特性测量装置及系统称为本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种声学特性测量装置及系统，在使用过程中能够实现在实验室对沉积物样品分层的声学特性测量，且无需对沉积物样品进行分段切割，从而减少扰动对测量的影响，提高测量结果的精确度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种声学特性测量装置，包括水听器固定机构、移动机构、N个水听器、声学发射换能器、信号控制分析器；所述N不小于2；

各个所述水听器固定于所述水听器固定机构上，所述水听器固定机构设置于所述移动机构上，所述移动机构用于在移动过程中通过所述水听器固定机构带动各个所述水听器移动，使各个所述水听器的采样端通过相应的预设采样孔插入待测沉积物样品中以获得相应的采样信号；所述信号控制分析器的输出端与所述声学发射换能器的输入端连接，所述声学发射换能器的输出端用于与所述待测沉积物样品的第一端面连接，各个所述水听器的输出端均与所述信号控制分析器的接收端连接；所述信号控制分析器，用于对接收到的所述采样信号进行分析处理得到所述待测沉积物样品的声学特性。

可选的，还包括输入端用于与所述待测沉积物样品的第二端面连接、输出端与所述信号控制分析器的接收端连接的声学接收换能器。

可选的，所述移动机构包括升降机构以及设置于所述升降机构上的滑动支架，所述升降机构用于带动所述滑动支架在竖直方向上运动；所述水听器固定机构可水平移动的设置于所述滑动支架上。

可选的，所述升降机构包括立柱、手摇轮、连接板、丝杆、丝杆滑块及轴承座；其中：

所述立柱的底端固定于沉积物样品安装台上；所述轴承座设置于所述连接板上，所述连接板设置于所述立柱上；所述手摇轮可转动的设置于所述轴承座上、所述丝杆与所述丝杆滑块相配合，所述丝杆滑块与所述滑动支架连接，所述手摇轮与所述丝杆连接，以使所述手摇轮在转动过程中通过所述丝杆(74)带动所述丝杆滑块在竖直方向做线性运动。

可选的，所述升降机构还包括螺栓螺母对，用于将所述轴承座固定于所述连接板上。

可选的，所述滑动支架包括与所述丝杆滑块连接的连接架以及水平设置于所述连接架上的滑杆；所述水听器固定机构可水平滑动的设置于所述滑杆上。

可选的，所述滑动支架还包括螺钉，所述连接架通过所述螺钉与所述丝杆滑块连接。

可选的，所述水听器固定机构包括：

用于固定各个所述水听器的N个水听器夹头，所述水听器夹头可滑动的设置于所述滑杆上；

与各个所述水听器夹头一一对应的定位销，用于当相应的水听器夹头沿所述滑杆移动至预设位置时将所述水听器夹头锁定。

本发明实施例还提供了一种声学特性测量系统，包括样品打孔装置及如上述所述的声学特性测量装置；所述样品打孔装置用于对待处理的沉积物样品进行打孔处理，得到带有预设采样孔的待测沉积物样品。

可选的，所述样品打孔装置包括夹持卡头、通孔定位卡以及台架，所述夹持卡头用于将待处理的沉积物样品固定至所述台架上，所述通孔定位卡上设有多个位于同一直线的通孔，用于对所述待处理的沉积物样品进行钻孔定位。

本发明实施例提供了一种声学特性测量装置及系统，包括包括水听器固定机构、移动机构、N个水听器、声学发射换能器、信号控制分析器；N不小于2；各个水听器固定于水听器固定机构上，水听器固定机构设置于移动机构上，移动机构用于在移动过程中通过水听器固定机构带动各个水听器移动，使各个水听器的采样端通过相应的预设采样孔插入待测沉积物样品中以获得相应的采样信号；信号控制分析器的输出端与声学发射换能器的输入端连接，声学发射换能器的输出端用于与待测沉积物样品的第一端面连接，各个水听器的输出端均与信号控制分析器的接收端连接；信号控制分析器，用于对接收到的采样信号进行分析处理得到待测沉积物样品的声学特性。

可见，本发明实施例中的声学特性测量装置能够通过移动机构带动各个水听器进行移动，使各个水听器的采样端通过相应的预设采样孔插入待测沉积物样品中并获取相应的采样信号，从而实现在实验室中对沉积物样品分层的声学特性测量，且在对沉积物样品的声学特性进行分层测量时无需对沉积物样品进行分段切割，从而减少扰动对测量的影响，使测量结果更加精确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种声学特性测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种声学特性测量装置的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种样品打孔装置的结构示意图；

图4为图3的一种俯视结构示意图；

图5为图3的一种侧视结构示意图。

在图1-5中：

1为水听器固定机构、2为水听器、3为声学发射换能器、4为信号控制分析器、5为滑动支架、6为升降机构、7为沉积物样品安装台、8为声学接收换能器、11为水听器夹头、12为定位销、51为连接架、52为滑杆、53为螺钉、61为立柱、62为手摇轮、63为连接板、64为丝杆、65为丝杆滑块、66为轴承座、67为螺栓螺母、71为电子尺、72为样品支撑底座、73为换能器底座、74为型材、75为三角连接块、91为夹持卡头、92为通孔定位卡、93为台架、94为底座。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种声学特性测量装置及系统，在使用过程中能够实现在实验室对沉积物样品分层的声学特性测量，且无需对沉积物样品进行分段切割，从而减少扰动对测量的影响，提高测量结果的精确度。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1和图2。

该声学特性测量装置，包括水听器固定机构1、移动机构、N个水听器2、声学发射换能器3、信号控制分析器4；所述N不小于2；

各个水听器2固定于水听器固定机构1上，水听器固定机构1设置于移动机构上，移动机构用于在移动过程中通过水听器固定机构1带动各个水听器2移动，使各个水听器2的采样端通过相应的预设采样孔插入待测沉积物样品中以获得相应的采样信号；信号控制分析器4的输出端与声学发射换能器3的输入端连接，声学发射换能器3的输出端用于与待测沉积物样品的第一端面连接，各个水听器2的输出端均与信号控制分析器4的接收端连接；信号控制分析器4，用于对接收到的采样信号进行分析处理得到待测沉积物样品的声学特性。

需要说明的是，本发明实施例中的声学特性测量装置具体以图1的形式进行介绍，其中，移动机构具体可以为滑动支架5和升降机构6。滑动支架5设置于升降机构6上，水听器固定机构1可水平移动的设置于滑动支架5上。升降机构6在竖直移动的过程中能够带动滑动支架5在竖直方向上运动，进一步使滑动支架5通过水听器固定机构1带动各个水听器2在竖直方向上移动，由于水听器固定机构1可水平移动的设置于滑动支架5上，所以通过水平移动水听器固定机构1既可以实现对水听器2的水平移动。

具体的，在对待测沉积物样品的声学特性进行测量时，需要对采样好的沉积物样品进行预处理，例如，对盛装有沉积物样品的样品容器(通常为圆柱形的PVC管)进行钻孔处理得到各个预设采样孔(各个预设采样孔沿样品容器的轴向分布)，使各个水听器2能够通过各个预设采样孔插入至待测沉积物样品中，从而实现对每两个水听器2之间的某层沉积物的声学特性进行测量，其中，各个预设采样孔之间可以等间距分布。

可以理解的是，本发明实施例中的水听器固定机构1能够沿滑动支架5进行水平方向的移动，从而能够实现对固定于水听器固定机构1上的各个水听器2进行调整，使各个水听器2与处于不同位置处的预设采样孔对应。又由于本申请中的升降机构6能够进行升降调节，且在升降过程中带动滑动支架5在竖直方向上移动，所以可以通过调节升降机构6带动滑动支架5下降预设高度，从而使滑动支架5带动设置于水听器固定机构1上的各个水听器2通过相应的预设采样孔插入至待测沉积物样品中，并且达到预设插入深度处，从而能够实现对待测沉积物样品中的各层沉积物样品声学特性的测量。当然，还可以通过调节升降机构6调节各个水听器2在待测沉积物样品中的插入深度，从而实现对不同插入深度处待测沉积物样品的声学特性的测量。

具体的，在采用本申请所提供的声学特性测量装置对待测沉积物样品的声学特性进行测量时，声学发射换能器3的输出端与放置于沉积物样品安装台7上的沉积物样品的第一端面连接(具体为耦合连接)，信号控制分析器4的输出端发出激发信号，声学发射换能器3依据该激发信号发送声波，声波通过待测沉积物样品进行传播，各个水听器2采集相应位置处的声波振动信号，并分别依据采集到的声波振动信号生成相应的电信号，并将各个电信号作为相应的采样信号发送至信号控制分析器4，信号控制分析器4可以依据预设分析方法对接收到的各个采样信号进行分析，从而得到待测沉积物样品不同层的声学特性，其中，声学特性包括声速和声衰减系数。本申请在分层测量的过程中不需要对待测沉积物样品进行分割，从而避免扰动对测量结果的影响。

另外，本申请中的水听器2的数量具体可以为2个，可以通过在滑动支架5上移动这两个水听器2的位置来对不同层的沉积物样品进行声学特性测量，不仅可以实现对不同层的声学特性测量，相对于采用多个水听器能够大大降低装置成本。

进一步的，该装置还包括输入端用于与待测沉积物样品的第二端面连接、输出端与信号控制分析器4的接收端连接的声学接收换能器8。

具体的，声学接收换能器8的输入端与待测沉积物样品的第二端面耦合连接，待测沉积物样品的第一端面和第二端面为沿沉积物样品的轴线相对的两个面。声学接收换能器8的输出端与信号控制分析器4的接收端连接，声波通过待测沉积物样品进行传播时，达到待测沉积物样品的第二端面时声学接收换能器8采集相应的声学振动信号，并转换为相应的电信号发送至信号控制分析器4，信号控制分析器4对所接收到的电信号进行分析后能够得到得到沉积物样品的整体声学特性。

还需要说明的是，在测量整个待测沉积物样品的声速和声衰减系数时，可以通过声学发射换能器3和声学接收换能器8进行测量。具体的，通过信号控制分析器4发送的激发信号激发声学发射换能器3发射声波，并使声波通过待测沉积物样品传播，由声学接收换能器8接收声波振动信号，并将相应的采用信号发送至信号控制分析器4，信号控制分析器4根据相应的采集信号能够获取声波传播走时，并根据第一计算关系式c_p＝d₀/(t₁-t₀)得到待测沉积物样品整体的声速，其中，t₁表示沉积物的传播走时，t₀表示系统的电气、机械结构的延迟时间，t₀可以通过声学发射换能器3和声学接收换能器8可以直接对接测量得到，d₀表示声学发射换能器3和声学接收换能器8的距离差，也即待测沉积物样品的整体程度，具体可以由电子尺测量得到。

具体的，把待测沉积物样品更换为同样长度的空管，并且该空管设有与盛放待测沉积物样品的样品容器相同的采样孔，然后把整个测量装置放入至水中，进行水中标定声扩散损失，根据第二计算关系式从而计算出沉积物样品的整体声衰减系数，其中，第二计算关系式为：

α₀＝20lg(A_s/A_w)/d₀，其中，A_s表示对声学接收换能器8接收到的、通过待测沉积物样品传播的声波振动信号进行傅里叶变换后的主频幅值，A_w表示对声学接收换能器8接收到的、通过水传播的声压信号进行傅里叶变换后的主频幅值。

另外，对于待测沉积物样品的分层声学特性测量，可以通过声学发射换能器3和两个水听器2实现测量，两个水听器2之间的间距为d₁。在测量时，通过信号控制分析器4发送的激发信号激发声学发射换能器3发射声波，并使声波通过待测沉积物样品传播，由两个水听器分别采集对应的位置处的声波振动信号，并将相应的采用信号发送至信号控制分析器4，由信号控制分析器4根据预存的分析方法进行分析。具体的，可以根据第三计算关系式c_p'＝d₁/(τ)，其中，τ表示声波在待测沉积物样品中传播时通过两个水听器2的走时差，求差后和系统的电气、机械结构无关，只表示在两个水听器之间的沉积物的声波传播时差，d₁表示两个水听器2中心之间的间距，也即两个水听器之间测量的待测沉积物样品的长度，可以表征沉积物的分层特性。

具体的，同样把待测沉积物样品更换为同样长度的空管，并且两个水听器插入至该空管上的与样品容器相同的采样孔中，然后把整个测量装置放入至水中，进行水中标定声扩散损失。对两个水听器2在待测沉积物样品中接收到的声波振动信号分别进行傅里叶变换，得到相应频域的幅值，结合水中测量标定的声扩散损失幅值，依据第四计算关系式计算该层的声衰减系数，其中，第四计算关系式为：

α₁＝20lg(A_s1A_w2/A_s2A_w1)/d₁，其中，A_s1为对第一个水听器2在待测沉积物样品中接收到的声波振动信号进行傅里叶变换后的主频幅值，A_s2为对第二个水听器2在待测沉积物样品中接收到的声波振动信号进行傅里叶变换后的主频幅值；A_w1为对第一个水听器2在水中接收到的声波振动信号进行傅里叶变换后的主频幅值，A_w2为对第二个水听器2在水中接收到的声波振动信号进行傅里叶变换后的主频幅值。

还需要说明的是，声波传播走时差具体获取方法为采用相关分析法，通过两个水听器2接收到声波振动信号对应的波形分别为x(t)和y(t)，基于第五计算关系式的相关分析，得出走时差τ，其中，第五计算关系式为：

R_xy(τ)表示x(t)和y(t)的相关函数，T表示依据x(t)和y(t)选取的作相关分析的处理时间。

采用频域分析法对待测沉积物样品的声衰减进行测量，在待测沉积物样品中和在水中开展两次测量，每一次通过分别对两个水听器2接收到的声波波形分别采用第六计算关系式进行傅里叶变换获取对应的频谱图，从频谱中确定出声学发射换能器3主频所对应的幅值，基于两个用于接收的水听器2的频谱幅值，根据第二计算关系式计算沉积物中的声衰减，其中，第六计算关系式为：

上式中这a₀、a_n和b_n对应与傅里叶三角函数展开的系数，其中，T对应为选取分析数据的时间长度。n为傅里叶展开的谐波个数，在本申请采用的分析方法中通过傅里叶变换得到声波发射频率所对应的频率处的幅值，从而得到声波在水的传播幅值A_w及在沉积物的传播幅值A_s。

当然，还需要说明的是，本申请中不仅可以采用上述的方法对待测沉积物样品的声学特性进行测量，还可以采用其他的方法进行测量，具体采用哪种方法本申请对此不做特殊限定，能实现本申请的目的即可。

在实际测量是，可以设定两个水听器2之间的间距为预设间距(具体可以为两个相邻采用孔之间的间距)，保持两个水听器2之间的间距不变，同时移动两个水听器2在滑动支架2上滑动，从而实现对待测沉积物样品沿轴向方向上不同分层的声速和声衰减系数，以获得实际沉积物埋藏状态下的分层声学特性。另外，还可以将一个水听器2固定，另一个水听器2沿待测沉积物样品的轴向方向、根据预设采样孔的具体位置依次移动，获得沉积物不同深度方向上的声速和声衰减系数，从而获得实际沉积物埋藏状态下不同探测深度尺度上的声学特性。

还需要说明的是，本申请中的测量装置对待测沉积物样品的长度没有要求，并且能够测量较长的沉积物样品，无需将待测沉积物样品截断，当待测沉积物样品较长(例如为3m)时，可以在轴向方向上通过移动待测沉积物样品来实现对不同分层的声学特性的测量。

进一步的，升降机构6包括立柱61、手摇轮62、连接板63、丝杆64、丝杆滑块65及轴承座66；其中：

立柱61的底端固定于沉积物样品安装台7上；轴承座66设置于连接板63上，连接板63设置于立柱61上；手摇轮62可转动的设置于轴承座66上、丝杆64与丝杆滑块65相配合，丝杆滑块65与滑动支架2连接，手摇轮62与丝杆64连接，以使手摇轮62在转动过程中通过丝杆64带动丝杆滑块65在竖直方向做线性运动。

具体的，本申请中升降机构6通过其内部的立柱61固定在沉积物样品安装台7上，具体可以通过焊接的方式固定，也可以通过螺钉等方式进行固定，其具体固定方式本申请不做特殊限定。手摇轮62在摇动的过程中能够带动丝杆64进行相应的运动，丝杆64运动的同时能够带动丝杆滑块65在竖直方向做线性运动，从而使与丝杆滑块连接的滑动支架5在竖直方向做线性运动。

更进一步的，升降机构6还包括螺栓螺母对67，用于将轴承座66固定于连接板63上。

需要说明的是，为了当轴承座66损坏时便于更换，所以可以采用螺栓螺母对67将轴承座66可拆卸的安装在升降机构6的连接板63上。

进一步的，滑动支架5包括与丝杆滑块65连接的连接架51以及水平设置于连接架51上的滑杆52，水听器固定机构1可水平滑动的设置于滑杆52上。

具体的，滑动支架5上的连接架51是水平设置的，并且连接架51水平的固定在丝杆滑块65上，滑杆52水平设置于连接架51上，以便水听器固定机构1设置于滑杆52上后能够沿滑杆52在水平方向滑动。

更进一步的，滑动支架5包括螺钉53，连接架51通过螺钉53与丝杆滑块65连接。

需要说明的是，为了当滑动支架5损坏时便于更换，所以可以采用螺钉53将滑动支架5的连接架51可拆卸的安装在丝杆滑块65上。当然，滑动支架5上设有与螺钉53对应的螺孔，其中螺孔和螺钉53具体均可以为4个，且均匀分布，从而保证连接架51受力均匀。

进一步的，水听器固定机构1包括：

用于固定各个水听器2的N个水听器夹头11，水听器夹头11可滑动的设置于滑杆52上；

与各个水听器夹头11一一对应的定位销12，用于当相应的水听器夹头11沿滑杆52移动至预设位置时将水听器夹头11锁定。

具体的，本申请中的水听器固定机构1中包括多个水听器夹头11每个水听器夹头11均可滑动的设置于滑杆52上，水听器夹头11上可以安装固定水听器2，水听器夹头11在沿滑杆52滑动，以带动水听器在水平方向移动，并且在移动至预设位置后，可以通过定位销12将水听器夹头11固定在相应的滑杆52上，当然，此时滑杆52上可以设有与定位销12对应的定位孔，以便更好地将水听器夹头11固定在滑杆52上。

更进一步的，水听器夹头11上设有与滑杆52配合的通孔，以使水听器夹头11通过通孔可滑动的设置于滑杆52上。

当然，水听器夹头11上具体还可以设有与滑杆52相配合的卡扣，通过卡扣与滑杆52可滑动连接。本申请中的水听器夹头11具体采用哪种结构与滑杆52可滑动连接，可以根据实际情况进行设定，本申请对此不做特殊限定，能实现本申请的目的即可。

具体的，该声学特性测量装置还可以包括设置于沉积物样品安装台7上的电子尺71，用于测量待测沉积物样本的长度和/或各个水听器2之间的距离。

也即，本申请中的电子尺71沿待测沉积物样品轴向方向设置，便于测量待测沉积物样本的长度和/或各个水听器2之间的距离，能够提高测量沉积物样品的声学特性的测量效率。当然，也可以不采用电子尺71，可以在每次测量过程中采用其他的测量工具测量待测沉积物样本的长度和/或各个水听器2之间的距离，具体不做限定，能实现本申请的目的即可。

更具体的，沉积物样品安装台7包括用于承载沉积物样品的样品支撑底座72，以及用于承载声学发射换能器3和声学接收换能器8的换能器底座73。

需要说明的是，为了使待测沉积物样品的位置固定，可以将待测沉积物样品放置在样品支撑底座72上，具体可以为两个分别设置在待测沉积物样品的两端，其中，样品支撑底座72的上表面与待测沉积物样品的外形相配合。另外，还包括放置声学发射换能器3和声学接收换能器8的换能器底座73，具体为两个，每个换能器底座73均可以设置于相应的样品支撑底座72旁边，以便能够使放置于换能器底座73上面的声学换能器与放置于样品支撑底座72上的沉积物样品的端面耦合连接。

另外，本申请中的沉积物样品安装台7具体可以由多个型材74构成，并且两两之间还可以通过三角连接块75、梯形螺母、螺钉等固定连接。

本发明实施例提供了一种声学特性测量装置及系统，包括包括水听器固定机构、移动机构、N个水听器、声学发射换能器、信号控制分析器；N不小于2；各个水听器固定于水听器固定机构上，水听器固定机构设置于移动机构上，移动机构用于在移动过程中通过水听器固定机构带动各个水听器移动，使各个水听器的采样端通过相应的预设采样孔插入待测沉积物样品中以获得相应的采样信号；信号控制分析器的输出端与声学发射换能器的输入端连接，声学发射换能器的输出端用于与待测沉积物样品的第一端面连接，各个水听器的输出端均与信号控制分析器的接收端连接；信号控制分析器，用于对接收到的采样信号进行分析处理得到待测沉积物样品的声学特性。

可见，本发明实施例中的声学特性测量装置能够通过移动机构带动各个水听器进行移动，使各个水听器的采样端通过相应的预设采样孔插入待测沉积物样品中并获取相应的采样信号，从而实现在实验室中对沉积物样品分层和整体的声学特性测量，尤其是声衰减系数的测量，且在对沉积物样品的声学特性进行分层测量时无需对沉积物样品进行分段切割，从而减少扰动对测量的影响，使测量结果更加精确。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种声学特性测量系统，包括样品打孔装置及如上述所述的声学特性测量装置；样品打孔装置用于对待处理的沉积物样品进行打孔处理，得到带有预设采样孔的待测沉积物样品。

进一步的，请参照图3-图5，样品打孔装置包括夹持卡头91、通孔定位卡92以及台架93，夹持卡头91用于将待处理的沉积物样品固定至台架93上，通孔定位卡92上设有多个位于同一直线的通孔，用于对待处理的沉积物样品进行钻孔定位。

具体的，本发明实施例中的声学特性测量系统中的样品打孔装置还可以包括用于限定待处理的沉积物样品位置的底座94，且通孔定位卡92上的各个通孔之间可以等间距分布，具体可以根据实际需要进行设定。在对待处理的沉积物样品进行打孔处理时，可以通过夹持卡头91(具体可以包括两个)、底座94、将待处理的沉积物样品固定在台架93上，将通孔定位卡92安装在两端的夹持卡头91上，用于钻孔定位，从而确保钻出的各个采样孔的大小相等，相邻两个采用孔之间的间距相等，从而能够保证在采用本发明实施例中的声学特性测量装置对待测沉积物样品进行测量时得到的测量数据更加精确。

需要说明的是，本发明实施例中的声学特性测量系统具有与上述实施例中的声学特性测量装置相同的有益效果，并且对于本发明实施例中所涉及到的声学特性测量装置的具体介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种声学特性测量装置，其特征在于，包括水听器固定机构、移动机构、N个水听器、声学发射换能器、信号控制分析器；所述N不小于2；

各个所述水听器固定于所述水听器固定机构上，所述水听器固定机构设置于所述移动机构上，所述移动机构用于在移动过程中通过所述水听器固定机构带动各个所述水听器移动，使各个所述水听器的采样端通过相应的预设采样孔插入待测沉积物样品中以获得相应的采样信号；所述信号控制分析器的输出端与所述声学发射换能器的输入端连接，所述声学发射换能器的输出端用于与所述待测沉积物样品的第一端面连接，各个所述水听器的输出端均与所述信号控制分析器的接收端连接；所述信号控制分析器，用于对接收到的所述采样信号进行分析处理得到所述待测沉积物样品的声学特性。

2.根据权利要求1所述的声学特性测量装置，其特征在于，还包括输入端用于与所述待测沉积物样品的第二端面连接、输出端与所述信号控制分析器的接收端连接的声学接收换能器。

3.根据权利要求1所述的声学特性测量装置，其特征在于，所述移动机构包括升降机构以及设置于所述升降机构上的滑动支架，所述升降机构用于带动所述滑动支架在竖直方向上运动；所述水听器固定机构可水平移动的设置于所述滑动支架上。

4.根据权利要求3所述的声学特性测量装置，其特征在于，所述升降机构包括立柱、手摇轮、连接板、丝杆、丝杆滑块及轴承座；其中：

所述立柱的底端固定于沉积物样品安装台上；所述轴承座设置于所述连接板上，所述连接板设置于所述立柱上；所述手摇轮可转动的设置于所述轴承座上、所述丝杆与所述丝杆滑块相配合，所述丝杆滑块与所述滑动支架连接，所述手摇轮与所述丝杆连接，以使所述手摇轮在转动过程中通过所述丝杆带动所述丝杆滑块在竖直方向做线性运动。

5.根据权利要求4所述的声学特性测量装置，其特征在于，所述升降机构还包括螺栓螺母对，用于将所述轴承座固定于所述连接板上。

6.根据权利要求4所述的声学特性测量装置，其特征在于，所述滑动支架包括与所述丝杆滑块连接的连接架以及水平设置于所述连接架上的滑杆；所述水听器固定机构可水平滑动的设置于所述滑杆上。

7.根据权利要求6所述的声学特性测量装置，其特征在于，所述滑动支架还包括螺钉，所述连接架通过所述螺钉与所述丝杆滑块连接。

8.根据权利要求6所述的声学特性测量装置，其特征在于，所述水听器固定机构包括：

用于固定各个所述水听器的N个水听器夹头，所述水听器夹头可滑动的设置于所述滑杆上；

与各个所述水听器夹头一一对应的定位销，用于当相应的水听器夹头沿所述滑杆移动至预设位置时将所述水听器夹头锁定。

9.一种声学特性测量系统，其特征在于，包括样品打孔装置及如权利要求1-8任意一项所述的声学特性测量装置；所述样品打孔装置用于对待处理的沉积物样品进行打孔处理，得到带有预设采样孔的待测沉积物样品。

10.根据权利要求9所述的声学特性测量系统，其特征在于，所述样品打孔装置包括夹持卡头、通孔定位卡以及台架，所述夹持卡头用于将待处理的沉积物样品固定至所述台架上，所述通孔定位卡上设有多个位于同一直线的通孔，用于对所述待处理的沉积物样品进行钻孔定位。