CN113405631B - 一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，该装置的管体内装有耦合液，管体底部安装有密封套，换能器连杆的两个连杆下方固定连接两个换能器，换能器连杆能够沿限位装置上下移动，一号闭合伐连杆的下方固定连接有闭合伐，一号闭合伐连杆能够沿限位装置上下移动，一号闭合伐连杆向上移动时，闭合伐打开，一号闭合伐连杆向下移动时，闭合伐关闭。解决了现有技术的声耦合方式在实际的冰上测量时，特别是测量点位较多的情况下，每个点位都需要进行固定检波器或在冰面打磨凹槽的工作，具有实施不便和效率低的技术问题，提出一种操作方便、可提高测量效率的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，操作方便快捷，可大大提高测量效率。

Description

一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置
技术领域
本发明涉及一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，属于水下声学测量技术领域。
背景技术
在冬季结冰期的江、河、湖、海或是极地海域测量水深时，由于水面覆盖有冰层，需要凿穿冰层后进行水深的测量，专利《一种冰下水深测量方法》(专利号：2017107222302)和《一种跨冰层介质的水深测量方法》(申请号：2018106707758)分别提供了不需要凿穿冰层的在冰面上进行水深测量的方法。《一种冰下水深测量方法》中接收声波信号的冰层检波器需要固定在冰面上达到检波器与冰面的声耦合；《一种跨冰层介质的水深测量方法》中通过打磨机将冰层表面打磨出合适深度的凹槽，然后倒入适量防冻液，将换能器放入凹槽中达到换能器与冰面的声耦合。然而这两种声耦合方式在实际的冰上测量时，特别是测量点位较多的情况下，每个点位都需要进行固定检波器或在冰面打磨凹槽的工作，具有实施不便和效率低的问题。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中提到的现有技术的声耦合方式在实际的冰上测量时，特别是测量点位较多的情况下，每个点位都需要进行固定检波器或在冰面打磨凹槽的工作，具有实施不便和效率低的技术问题，提出一种操作方便、可提高测量效率的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置。
本发明提出一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，包括管体、两个换能器、限位装置、闭合伐、密封套、换能器连杆和一号闭合伐连杆，所述管体内装有耦合液，所述管体的底部安装有密封套，
所述换能器连杆的两个连杆下方固定连接两个换能器，所述换能器连杆能够沿限位装置上下移动，所述一号闭合伐连杆的下方固定连接有闭合伐，所述一号闭合伐连杆能够沿限位装置上下移动，一号闭合伐连杆向上移动时，闭合伐打开，一号闭合伐连杆向下移动时，闭合伐关闭。
优选地，所述限位装置包括一号横梁和二号横梁，所述一号横梁固定连接在管体上部，二号横梁固定连接在管体中部，所述一号横梁和二号横梁，相互平行。
优选地，所述一号横梁和二号横梁上设置有若干限位孔，若干限位孔分为外侧限位孔和内侧限位孔，所述内侧限位孔位于外侧限位孔的内侧，所述换能器连杆分别穿过一号横梁和二号横梁的外侧限位孔，闭合伐连杆分别穿过一号横梁和二号横梁的内侧限位孔。
优选地，管体底部依次固定连接固定环和密封套。
优选地，管体底部依次固定连接垫片、固定环和密封套，所述垫片和固定环外径与管体的外径相同，内径小于管体的内径。
优选地，所述密封套为耐低温橡胶套。
优选地，所述一号闭合伐连杆下方通过闭合伐连接件连接至二号闭合伐连杆，二号闭合伐连杆通过闭合伐连接件连接至闭合伐。
优选地，所述管体的中轴线上设置有中心杆，所述中心杆从上至下依次固定有一号横梁、二号横梁和三号横梁。
优选地，三号横梁与一号横梁成90度方向固定在管体下部。
优选地，所述三号横梁的两侧固定有闭合伐。
本发明所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置的有益效果为：
(1)将本发明的换能器与冰面耦合装置放置在冰面上，通过连杆打开闭合伐后耦合液快速下降至冰面，再通过连杆将换能器压至冰面上即可进行水深测量，操作方便快捷，可大大提高测量效率。
(2)本发明在使用过程中，不论闭合伐是否打开或关闭，换能器始终处于耦合液中，避免了换能器置于空气中时误操作发射声波后的换能器损坏问题，也避免了换能器置于空气中时换能器表面残留液体结冰造成的换能器损坏和效能降低问题。
(3)本发明通过闭合伐控制耦合液用量，达到了节约用液的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明所述的一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置的结构示意图；
图2是本发明所述的一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置未放置在冰面上时工作示意图；
图3是本发明所述的一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置放置在冰面上时工作示意图；
其中，1-管体，2-一号横梁，3-二号横梁，4-换能器，5-闭合伐，6-垫片，7-固定环，8-密封套，9-换能器连杆，10-一号闭合伐连杆，11-限位孔，12-中心杆，13-二号闭合伐连杆，14-闭合伐连接件，15-闭合伐固定横梁，15-三号横梁，16-耦合液，17-冰面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1-3说明本实施方式。本实施方式所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，包括管体1、两个换能器4、限位装置、闭合伐5、密封套8、换能器连杆9和一号闭合伐连杆10，所述换能器连杆9的两个连杆下方固定连接两个换能器4，所述换能器连杆9能够沿限位装置上下移动，所述一号闭合伐连杆10的下方固定连接有闭合伐5，所述一号闭合伐连杆10能够沿限位装置上下移动，一号闭合伐连杆10向上移动时，闭合伐5打开，一号闭合伐连杆10向下移动时，闭合伐5关闭，所述管体1的底部安装有密封套8。
所述限位装置包括一号横梁2和二号横梁3，所述一号横梁2固定连接在管体1上部，二号横梁3固定连接在管体1中部，所述一号横梁2和二号横梁3，相互平行。
所述一号横梁2和二号横梁3上设置有若干限位孔11，若干限位孔11分为外侧限位孔和内侧限位孔，所述内侧限位孔位于外侧限位孔的内侧，所述换能器连杆9分别穿过一号横梁2和二号横梁3的外侧限位孔11，换能器连杆9通过外侧限位孔可上下移动。一号闭合伐连杆10分别穿过横梁2和横梁3的内侧限位孔11，闭合伐连杆10通过内侧限位孔可上下移动。
管体1底部依次固定连接垫片6、固定环7和密封套8，所述垫片6和固定环7外径与管体1的外径相同，内径小于管体1的内径。
所述密封套8为耐低温橡胶套。
所述一号闭合伐连杆10下方通过闭合伐连接件14连接至二号闭合伐连杆13，二号闭合伐连杆13通过闭合伐连接件14连接至闭合伐5。
所述管体1的中轴线上设置有中心杆12，所述中心杆12从上至下依次固定有一号横梁2、二号横梁3和三号横梁15，所述中心杆12其支撑横梁的作用。
所述三号横梁15与一号横梁2成90度方向固定在管体1下部。所述三号横梁为闭合阀固定梁，其两侧固定有闭合伐5。
如图2所示，本发明未放置在冰面17上工作时，管体1中注入耦合液16，此时闭合伐5处于关闭状态，耦合液16注入量应保证换能器4完全没入。
如图3所示，本发明放置在冰面17上工作时，上提一号闭合伐连杆10打开闭合伐5，耦合液16充满密封套8，下压换能器连杆9使得换能器4与冰面17紧密接触，此时即可进行换能器发射和接收声波的测量工作。待测量完毕后，上提换能器连杆9使得换能器4重新返回到管体1中，下压一号闭合伐连杆10关闭闭合伐5，整体装置移动至下一点位进行测量。
在实施测量的过程中，耦合液16会有损耗，因为有部分会在闭合阀5关闭后留在密封套8和冰面17之间，其可根据损耗量适时进行补充。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，包括管体(1)、两个换能器(4)、限位装置、闭合伐(5)、密封套(8)、换能器连杆(9)和一号闭合伐连杆(10)，所述管体(1)内装有耦合液(16)，所述管体(1)的底部安装有密封套(8)，
所述换能器连杆(9)的两个连杆下方固定连接两个换能器(4)，所述换能器连杆(9)能够沿限位装置上下移动，所述一号闭合伐连杆(10)的下方固定连接有闭合伐(5)，所述一号闭合伐连杆(10)能够沿限位装置上下移动，一号闭合伐连杆(10)向上移动时，闭合伐(5)打开，一号闭合伐连杆(10)向下移动时，闭合伐(5)关闭。
2.根据权利要求1所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，所述限位装置包括一号横梁(2)和二号横梁(3)，所述一号横梁(2)固定连接在管体(1)上部，二号横梁(3)固定连接在管体(1)中部，所述一号横梁(2)和二号横梁(3)，相互平行。
3.根据权利要求2所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，所述一号横梁(2)和二号横梁(3)上设置有若干限位孔(11)，若干限位孔(11)分为外侧限位孔和内侧限位孔，所述内侧限位孔位于外侧限位孔的内侧，所述换能器连杆(9)分别穿过一号横梁(2)和二号横梁(3)的外侧限位孔，一号闭合伐连杆(10)分别穿过一号横梁(2)和二号横梁(3)的内侧限位孔。
4.根据权利要求2所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，所述管体(1)的中轴线上设置有中心杆(12)，所述中心杆(12)从上至下依次固定有一号横梁(2)、二号横梁(3)和三号横梁(15)。
5.根据权利要求4所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，所述三号横梁(15)与一号横梁(2)成90度方向固定在管体(1)下部。
6.根据权利要求4所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，所述三号横梁(15)的两侧固定有闭合伐(5)。
7.根据权利要求1所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，管体(1)底部依次固定连接固定环(7)和密封套(8)。
8.根据权利要求1所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，管体(1)底部依次固定连接垫片(6)、固定环(7)和密封套(8)，所述垫片6和固定环(7)外径与管体(1)的外径相同，内径小于管体(1)的内径。
9.根据权利要求1所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，所述密封套(8)为耐低温橡胶套。
10.根据权利要求1所述的用于冰下水深测量的换能器与冰面耦合装置，其特征在于，所述一号闭合伐连杆(10)下方通过闭合伐连接件(14)连接至二号闭合伐连杆(13)，二号闭合伐连杆(13)通过闭合伐连接件(14)连接至闭合伐(5)。
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