CN109682732A - 水下悬浮物浓度多角度组合测量方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法与装置，利用带限的高斯噪声作为测量信号，发射时长不受测量信号频率范围的限制，可灵活调节以适应不同的测量环境；对接收到的回波信号建立零极点模型，得到更精准的悬浮物线度大小；使用角度可调节的锯齿支架固定收发换能器，通过改变锯齿夹角进行多角度组合测量，测量结果的稳定性更好；在每个测量角度下进行多次测量，并对测量求解结果取平均，能更好地反映当前角度下的悬浮物浓度分布情况，测量结果的鲁棒性更好；考虑到待测量水质可能会影响换能器的性能，采用卡扣结构固定换能器以方便进行更换，同时用全透射的防水材料保护换能器，确保其处于良好的工作状态。

Description

水下悬浮物浓度多角度组合测量方法与装置

技术领域

本发明涉及水下悬浮物动态监测技术领域，具体涉及一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法与装置。

背景技术

悬浮物浓度是水环境质量的重要影响因素之一，在一定程度上能综合反映水体的水质特征，是水质监测的一项重要指标。水下悬浮物的检测技术，对水质监控和海洋经济发展有重要意义。

目前水下悬浮物浓度(以下简称为SSC)测量方法主要包括：过滤重量法、光学法、遥感技术和声学法。其中声学法通过分析液体中声学后向反射强度来测量SSC，具有快速直观、覆盖面积大的优点。目前的声学法测量水下悬浮物浓度，如CA201610229384.3、CA201710474523.3等方法，仅需单次测量就可以得到很大范围内悬浮物线度大小以及浓度相对分布，操作简单便捷。但是上述方法也存在以下不足：测量角度单一，由于悬浮物在水体中并不是均匀分布的，单一角度测量不够准确；测量信号的发射时长受限于LFM信号的频率范围，无法灵活调整；信号模型单一，实际情况中回波信号包含反射信号和透射信号，将其建模为单一的全零点模型或全极点模型不能很好拟合实际情况；并且现有方法都只进行单次测量，测量结果的鲁棒性不够好。

此外现有基于信号建模的水下悬浮物浓度测量装置，多采用常规矩阵结构。这类常规矩阵结构固定、维护困难，同时抗干扰性差，不能进行灵活调整。

为了克服现有悬浮物浓度测量方法的不足，亟待提出一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法与装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法以及可灵活调节的测量装置。为了克服单一角度测量不够准确的不足，本发明采用角度可调的测量装置，通过多角度组合测量来提高测量结果的准确性。为了克服单次测量的不足，本发明在每个角度下进行多次测量，并对测量求解结果取平均，以提高测量结果的鲁棒性。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法，所述的测量方法步骤如下：

S1、系统初始化；

考虑到单个发射换能器工作的频率范围有限，将测量信号分为N段频率为[f₀,f₁)、[f₁,f₂)、......[f_N-1,f_N)的带限信号，分别由锯齿上对应的N个发射换能器进行发射。其中每段锯齿的长度为L，锯齿状支架与反射体的距离为D，锯齿夹角α从0°到180°可调。将锯齿夹角分为E等份，对应的夹角角度记为测量角度α_e，e＝1,2,...,E，设置每个角度下的测量次数为2K。关闭测量腔左右两侧的MBR帘式膜组件，将固定有测量装置的测量腔密闭放入待测水质中，当测量腔内充满液体时开始测量。

S2、发射测量信号和接收回波信号；

为了克服LFM信号发射时长受限的不足，本发明采用带限的高斯噪声作为测量信号。带限高斯噪声由高斯白噪声经过带通滤波产生，其频率范围可以灵活调整，其功率谱图在正半轴上近似为频率范围为f_n-1～f_n(n＝1,...,N)，幅度为A的矩形脉冲：

S(f)＝A f_n-1＜f＜f_n (1)

已知声波在水中的传播速度为υ_c，发射换能器与反射体之间的距离d_e满足：

故选取每次测量发射信号持续时间为T_tx：

产生频率为[f₀,f₁)、[f₁,f₂)、......[f_n-1,f_n)的测量信号，控制对应的发射换能器进行发射。发射停止后接收换能器开始接收回波信号，接收时长为T_rx(T_rx＞T_tx)。每隔时间T(T＞T_tx+T_rx)进行一次发射和接收，作为一次测量，测量次数记为k(k＝1,2,...,2K)。接收到的数据经过采样后存储在存储器中，采样点数为M，将当前角度α_e下第k次测量第n个接收换能器收到的数据记为x_ekn(m)(m＝1,2,...M)。测量装置竖直下方的反射体用于充分反射声波，测量腔内壁可以吸收声波以减低对测量的干扰。

当测量次数为K时，打开测量腔左右侧面直至腔内充满待测液体，再继续进行测量。当测量次数为2K时，当前测量角度下的测量结束。

S3、对回波信号建立ARMA模型进行谱估计；

测量信号在待测水质中经过反射、透射到达接收换能器矩阵，接收到的回波信号包括反射信号以及透射信号。为了克服信号模型单一的不足，本发明将回波信号建模为更符合实际情况的零极点模型(ARMA模型)。将测量角度α_e下第k次测量中N个接收换能器接收到的信号叠加，作为第k次测量接收到的回波信号y_ek(m)：

根据现有的模型阶数估计准则(如AIC准则等)，确定模型阶数p和q，并对第k次测量接收到的回波信号建立ARMA(p,q)模型：

其中u_ek(m)为均值为0、均方误差为σ_ek ²的高斯白噪声，为对应于y_ek(n-a)的参数，γ_ekb为对应于u_ek(n-b)的参数。利用现有的ARMA模型求解方法，可以求出γ_ekb和σ_ek ²参数。

根据ARMA(p,q)模型的零点对应于功率谱的谱谷，模型的极点对应于功率谱的谱峰关系，可获得第k次测量得到的回波信号的功率谱为：

S4、求解相对功率谱；

将在不含悬浮物的水质中测量得到的功率谱作为参考功率谱，用在待测水质中测量得到的功率谱除以参考功率谱，得到相对功率谱。在当前测量角度下，分别对前K次谱估计结果以及后K次谱估计结果取平均。

前K次测量中MBR帘式膜组件是关闭的，即测量腔内充满着不含悬浮物的液体，对前K次测量结果取平均，得到参考功率谱：

后K次测量中MBR帘式膜组件是打开的，即测量腔内充满着待测水质，对后K次测量结果取平均，得到在待测水质中回波信号的平均功率谱：

式(8)和式(7)相除得到测量角度为α_e时的相对功率谱：

其中R_e(f)的分布即为测量角度α_e下的悬浮物浓度的分布。

然后调整角度继续测量，令e＝e+1，如果e>E，进行下一步骤S5；否则回到步骤S2。

S5、求解悬浮物浓度测量结果；

对E个角度下的测量结果取平均得到多角度组合测量结果：

的分布即为待测水质中悬浮物浓度的相对分布，其中频率为f对应尺寸悬浮物的线度大小为4υ_c/f。至此，通过多角度组合测量得到了稳定的悬浮物线度大小以及悬浮物浓度的相对分布。

本发明的另一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置，所述的测量装置包括交互模块、数据处理模块、收发模块、电源模块，以及辅助测量的反射体和测量腔。收发模块连同反射体、测量腔构成测量模块。

所述的交互模块由输入输出单元、串口通信单元以及显示器组成，与数据处理模块和电源模块相连。测量装置使用者根据应用场景由输入输出单元输入控制命令，经过串口通信单元发送给数据处理模块；数据处理的结果也是通过串口通信单元返回，并在显示器上进行显示。

所述的数据处理模块包括数据处理器(数据处理器可采用STM32F407芯片)、A/D转换器、D/A转换器、串口通信单元，与交互模块、收发模块以及电源模块相连。数据处理模块根据交互模块的控制命令，产生测量信号交给收发模块发射，并接收从收发模块传回的数据；将接收数据进行处理，并通过串口通信单元将结果返回给交互模块。

所述的数据处理模块还包括一个大容量的存储器，用于存储换能器阵列收到的数据。

所述的收发模块，包括成对的发射换能器和接收换能器组成的换能器阵列以及BUF634高频功放单元，分别与数据处理模块和电源模块相连。数据处理模块通过D/A转换器产生模拟测量信号，通过BUF634高频功放单元进行功率放大，然后由发射换能器发射出去；接收换能器接收到的信号同样通过BUF634高频功放单元和A/D转换器，将数字信号传输给数据处理模块。

其中，发射换能器通过D/A转换器与数据处理模块相连，接收换能器通过A/D转换器与数据处理模块相连。

所述的电源模块由一个电源组成，与数据处理模块、收发模块、交互模块相连并提供电源。

所述的反射体表面为全透射的防水材料，用于最大限度的将测量信号反射回去。

所述的测量腔腔内壁为吸声材料，可以防止泄露出来的声波对测量结果造成干扰。测量装置连同反射体一起固定在测量腔内，测量腔上盖以及左右侧面可以打开或者关闭。测量腔左右两侧为MBR帘式膜组件，可以过滤待测水质中的悬浮物。关闭左右侧面和上盖，可以保证腔内密闭，创建不含悬浮物的测量环境；打开左右侧面，可以创建含待测水质的测量环境。抽吸泵用于辅助创建测量环境。

进一步地，成对的发射换能器和接收换能器被包裹在全透射的透声防水膜中，并通过卡扣结构固定在锯齿状支架上。锯齿状支架的夹角可以通过步进电机进行调节，支架正下方有一个位置可调节的反射体，可以通过调节锯齿角度以及反射体位置，满足不同深度的悬浮物浓度测量要求。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明利用带限的高斯噪声作为测量信号，与LFM信号相比，发射时长不受测量信号频率范围的限制，可以灵活调节以适应不同的测量环境。

2、本发明对接收到的回波信号建立零极点模型，与单一的全零点或全极点模型相比，更符合实际情况，也就可以得到更精准的悬浮物线度大小。

3、本发明使用角度可调节的锯齿支架固定收发换能器，通过改变锯齿夹角可以进行多角度组合测量，与单一角度测量相比，测量结果的稳定性更好。

4、本发明在每个测量角度下进行多次测量，并对测量求解结果取平均，取平均之后的结果能更好地反映当前角度下的悬浮物浓度分布情况，与单次测量相比，测量结果的鲁棒性更好。

5、本发明考虑到待测量水质可能会影响换能器的性能，采用卡扣结构固定换能器以方便进行更换，同时用全透射的防水材料保护换能器，确保其处于良好的工作状态。

6、本发明成本低廉，装置所需材料容易获取，测量得到的数据可以用数据处理模块进行处理，也可以发送给上位机进行处理以减低数据处理模块的复杂度。

附图说明

图1是本发明中公开的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法的步骤流程图；

图2是本发明中公开的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置的组成模块示意图；

图3是本发明中公开的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置的具体结构图；

图4是本发明中公开的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置中测量模块核心结构图；

图5是本发明中公开的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置中测量模块补充示意图；

图6是本发明实施例中公开的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法的具体实施流程图。

具体实施方式

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建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。

实施例一

本实施例提出一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法。该方法以带限高斯噪声为测量信号，将回波信号建模为更符合实际情况的零极点模型，通过在纯净水以及待测水质中进行多角度组合测量求解，克服了传统方法测量信号发射时长受限、信号模型单一、单次测量以及测量角度单一的不足，最终得到稳定的、鲁棒性更好的水下悬浮物浓度分布情况。

本实施例中基于回波信号建模的水下悬浮物浓度测量方法包括以下步骤：

假设待测量水体悬浮物直径λ为(2mm,2cm)，声波在待测水中的传播速度为υ_c为1500m/s，理论上需要使用波长为0.25倍的悬浮物尺寸的超声进行检测，根据f＝υ_c/(0.25λ)可以得到使用声学法需要测量的频率范围为[300KHz,3MHz]。

使用6个换能器对负责整个频段，每对换能器分别负责以下的频率段：[300KHz,450KHz)，[450KHz,650KHz)，[650KHz,950KHz)，[950KHz,1.4MHz)，[1.4MHz,2.1MHz)，[2.1MHz,3MHz)。

将锯齿夹角分为六等份，对应角度分别为30°，60°，90°，120°，150°，180°，设置测量角度，设置每个角度下的测量次数为20。调节锯齿夹角以及反射位置，关闭测量腔左右两侧的MBR帘式膜组件，将固定有测量装置的测量腔密闭放入待测水质中，当测量腔内充满液体后开始测量。

产生符合上述频率范围的6段高斯噪声作为测量信号，每段信号功率相同，信号持续时间为6.7ms。通过D/A转换器将6段测量信号转换为模拟信号，经由对应的发射换能器发射出去。当发射换能器停止发射信号后，接收换能器开始接收回波信号，接收时间为10ms，将接收到的回波信号通过A/D转换器转换为数字信号存储起来。每隔20ms进行一次发射和接收，作为一次测量，测量次数初始值为0，完成一次测量测量次数加一。当测量次数为10时，打开测量腔左右两侧的MBR帘式膜组件以及抽吸泵，等待测量腔内充满待测液体后关闭抽吸泵，继续进行测量。当测量次数为20时当前角度下的测量结束。

将每次测量中6个接收换能器接收到的信号叠加，作为此次测量的总回波信号。对总回波信号建立ARMA模型，根据AIC准则确定模型阶数，通过现有方法求解参数模型，从而可以得到当前总回波信号的功率谱。依次对20次测量接收到的总回波信号进行ARMA谱估计。对前10次谱估计结果求平均，得到参考功率谱，对后10次谱估计结果求平均并除以参考功率谱，得到当前角度下的相对功率谱。

改变测量角度继续进行测量，直至完成所有角度下的测量，进行求解可以得到6个角度下的相对功率谱。对6个相对功率谱取平均，结果即为水下悬浮物浓度多角度组合测量结果，其分布即为悬浮物浓度的相对分布，其谱峰或谱谷的频率对应的尺寸即为悬浮物线度的大小。至此，基于回波信号建模通过多角度组合测量求解，得到了稳定的悬浮物线度大小以及悬浮物浓度的相对分布。

实施例二

本实例公开了一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度测量装置，该测量装置包括交互模块、数据处理模块、收发模块和电源模块。

交互模块由输入输出单元、串口通信单元以及显示器组成，与数据处理模块和电源模块相连。测量装置使用者根据应用场景由输入输出单元输入控制命令，经过串口通信单元发送给数据处理模块；数据处理的结果也是通过串口通信单元返回，并在显示器上进行显示。

数据处理模块主要由STM32F407芯片、A/D转换器、D/A转换器、串口通信单元组成，与交互模块、收发模块以及电源模块相连。数据处理模块根据交互模块的控制命令，产生测量信号交给收发模块发射，并接收从收发模块传回的数据；将接收数据进行处理，并通过串口通信单元将结果返回给交互模块。

收发模块由成对的发射换能器、接收换能器以及BUF634高频功放单元组成，与电源模块、数据处理模块相连。数据处理模块通过D/A转换器产生模拟测量信号，通过BUF634高频功放单元进行功率放大，然后由发射换能器发射出去；接收换能器接收到的信号同样通过BUF634高频功放单元和A/D转换器，将数字信号传输给数据处理模块。

其中，发射换能器通过D/A转换器与数据处理模块相连，接收换能器通过A/D转换器与数据处理模块相连。

电源模块由一个电源组成，与数据处理模块、收发模块、交互模块相连，为这些模块提供电源。

发射换能器和接收换能器包裹在透声防水膜中，成对的发射换能器和接收换能器通过卡扣固定在锯齿状亚克力支架上。支架竖直下方存在一个全反射的矩形反射体，用于反射回波。根据实际测量要求，通过步进电机调节锯齿夹角，并手动调节反射体到合适的位置。调整好装置后，将测量装置固定在测量腔内，关闭测量腔上盖。测量腔内壁为吸声材料，可以吸收声波以降低对测量的干扰。

实际测量时，将测量装置连同测量腔放入待测水质中。关闭测量腔左右两侧的MBR帘式膜组件，可以创建不含悬浮物的测量环境。打开测量腔左右两侧，可以创建含待测水质的测量环境。抽吸泵用于辅助创建测量环境。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法，其特征在于，所述的测量方法包括以下步骤：

S1、系统初始化，将测量信号分为N段频率为[f₀,f₁)、[f₁,f₂)、......[f_N-1,f_N)的带限信号，分别由锯齿上对应的N个发射换能器进行发射，其中每段锯齿的长度为L，锯齿状支架与反射体的距离为D，锯齿夹角α从0°到180°可调，将锯齿夹角分为E等份，对应的夹角角度记为测量角度α_e，e＝1,2,...,E，设置每个角度下的测量次数为2K，关闭测量腔左右两侧的MBR帘式膜组件，将固定有测量装置的测量腔密闭放入待测水质中，当测量腔内充满液体时开始测量；

S2、针对不同测量角度α_e发射测量信号和接收回波信号，采用带限的高斯噪声作为测量信号通过对应的发射换能器进行发射，发射时长为T_tx，发射停止后接收换能器接收回波信号，接收时长为T_rx，T_rx＞T_tx，每隔时间T进行一次发射和接收，作为一次测量，T＞T_tx+T_rx，测量次数记为k，k＝1,2,...,2K，接收到的数据经过采样后存储在存储器中，采样点数为M，将当前角度α_e下第k次测量第n个接收换能器收到的数据记为x_ekn(m)，m＝1,2,...M，当测量次数为K时，打开测量腔左右侧面直至腔内充满待测液体，再继续进行测量，当测量次数为2K时，当前测量角度α_e下的测量结束，进行下一测量角度的测量；

S3、测量信号在待测水质中经过反射、透射到达接收换能器矩阵，接收到的回波信号包括反射信号以及透射信号，对回波信号建立ARMA模型进行谱估计，根据ARMA模型的零点对应于功率谱的谱谷和ARMA模型的极点对应于功率谱的谱峰关系，获得第k次测量得到的回波信号的功率谱；

S4、在当前测量角度α_e下，将在不含悬浮物的水质中测量得到的功率谱作为参考功率谱，用在待测水质中测量得到的功率谱除以参考功率谱，求解得到测量角度α_e下的相对功率谱，然后调整角度继续测量，令e＝e+1，如果e>E，进行下一步骤S5；否则回到步骤S2；

S5、求解悬浮物浓度测量结果，得到悬浮物线度大小以及悬浮物浓度的相对分布。

2.根据权利要求1所述的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法，其特征在于，所述的测量信号采用的带限高斯噪声由高斯白噪声经过带通滤波产生，其频率范围可调整，其功率谱图在正半轴上的频率范围为f_n-1～f_n，n＝1,...,N，幅度为A的矩形脉冲：

S(f)＝A f_n-1＜f＜f_n (1)

已知声波在水中的传播速度为υ_c，发射换能器与反射体之间的距离d_e满足：

故选取每次测量发射信号持续时间为T_tx：

产生频率为[f₀,f₁)、[f₁,f₂)、......[f_n-1,f_n)的测量信号，控制对应的发射换能器进行发射。

3.根据权利要求2所述的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法，其特征在于，所述的步骤S3过程如下：

将测量角度α_e下第k次测量中N个接收换能器接收到的信号叠加，作为第k次测量接收到的回波信号y_ek(m)：

根据ARMA模型阶数估计准则，确定模型阶数p和q，并对第k次测量接收到的回波信号建立ARMA(p,q)模型：

其中u_ek(m)为均值为0、均方误差为σ_ek ²的高斯白噪声，为对应于y_ek(n-a)的参数，γ_ekb为对应于u_ek(n-b)的参数，利用ARMA模型求解方法求出γ_ekb和σ_ek ²参数；

根据ARMA(p,q)模型的零点对应于功率谱的谱谷，模型的极点对应于功率谱的谱峰关系，获得第k次测量得到的回波信号的功率谱为：

4.根据权利要求3所述的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法，其特征在于，所述的步骤S4中测量角度为α_e时的相对功率谱通过分别对前K次谱估计结果以及后K次谱估计结果取平均得到，计算过程如下：

在当前测量角度α_e下，分别对前K次谱估计结果以及后K次谱估计结果取平均；

前K次测量中MBR帘式膜组件是关闭的，即测量腔内充满着不含悬浮物的液体，对前K次测量结果取平均，得到参考功率谱：

后K次测量中MBR帘式膜组件是打开的，即测量腔内充满着待测水质，对后K次测量结果取平均，得到在待测水质中回波信号的平均功率谱：

式(8)和式(7)相除得到测量角度为α_e时的相对功率谱：

其中R_e(f)的分布即为测量角度α_e下的悬浮物浓度的分布。

5.根据权利要求4所述的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法，其特征在于，所述的步骤S5中，对E个角度下的测量结果取平均得到多角度组合测量结果：

的分布即为待测水质中悬浮物浓度的相对分布，其中频率为f对应尺寸悬浮物的线度大小为4υ_c/f。

6.根据权利要求3所述的水下悬浮物浓度多角度组合测量方法，其特征在于，所述的ARMA模型阶数估计准则采用AIC准则。

7.一种基于回波信号建模的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置，其特征在于，所述的测量装置包括交互模块、数据处理模块、收发模块、电源模块，以及辅助测量的反射体和测量腔，

其中，交互模块、数据处理模块、收发模块、电源模块、反射体固定在测量腔内，测量腔上盖以及左右侧面可以打开或者关闭，测量腔左右两侧为MBR帘式膜组件，用于过滤待测水质中的悬浮物，当关闭左右侧面和上盖时，测量腔内密闭，创建不含悬浮物的测量环境，当打开左右侧面时，创建含待测水质的测量环境，所述的测量腔内还设置有抽吸泵，用于抽吸测量腔内液体以辅助创建测量环境；

所述的交互模块包括输入输出单元、串口通信单元以及显示器，与数据处理模块和电源模块相连，输入输出单元输入控制命令，经过串口通信单元发送给数据处理模块，数据处理的结果通过串口通信单元返回，并在显示器上进行显示；

所述的数据处理模块包括数据处理器、A/D转换器、D/A转换器、串口通信单元，与交互模块、收发模块以及电源模块相连；所述的数据处理模块根据交互模块的控制命令，产生测量信号传递给收发模块发射，并接收从收发模块传回的数据，将接收数据进行处理，并通过串口通信单元将结果返回给交互模块；

所述的数据处理模块还包括一个大容量的存储器，用于存储换能器阵列收到的数据。

所述的收发模块包括成对的发射换能器和接收换能器组成的换能器阵列以及BUF634高频功放单元，分别与数据处理模块和电源模块相连，数据处理模块通过D/A转换器产生模拟测量信号，通过BUF634高频功放单元进行功率放大，然后由发射换能器发射出去，接收换能器接收到的信号通过BUF634高频功放单元和A/D转换器，将数字信号传输给数据处理模块；

所述的电源模块由一个电源组成，分别与数据处理模块、收发模块、交互模块相连并提供电源。

8.根据权利要求7所述的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置，其特征在于，所述的发射换能器通过D/A转换器与数据处理模块相连，所述的接收换能器通过A/D转换器与数据处理模块相连。

9.根据权利要求7所述的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置，其特征在于，所述的反射体表面为全透射的防水材料，用于反射测量信号；所述的测量腔腔内壁为吸声材料，用于防止声波泄露。

10.根据权利要求7所述的水下悬浮物浓度多角度组合测量装置，其特征在于，所述的成对的发射换能器和接收换能器被包裹在全透射的透声防水膜中，并通过卡扣结构固定在锯齿状亚克力支架上，锯齿状亚克力支架的夹角通过步进电机进行调节，所述的反射体设置在锯齿状亚克力支架的竖直下方，通过调节锯齿角度以及反射体位置，满足不同深度的悬浮物浓度测量要求。