CN118226424A - 一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水深测量技术领域，具体公开了一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件及测试方法，包括：回声板，其具有一个反射面；回声板沿轴心周向形成有导流边，轴心上具有多个探测点；反射面上开设有多个环形过流部，环形过流部用于供水流沿延伸方向通过回声板；环形过流部内部的水流速度逐渐增大；吊装部，其与反射面相连；吊装部与回声板能够沿一个转轴相互转动；提手，其沿周向设置多个；提手用于阻隔流经导流边和至少部分环形过流部的水流；具有如下优点：改进的提手设计和吊装部活页连接，提高了测试板的搬运便利性和存储效率。环形导流边优化水流，减少湍流，提高声波传播的清晰度和测量准确性，增强了声呐设备的水下性能。

Description

一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件及测试方法

技术领域

本发明涉及水深测量技术领域，具体而言，涉及一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件及测试方法。

背景技术

在水深测量和声呐系统的校准中使用的测试板面临着几个主要的技术问题。首先，测试板原本采用的铁板材质容易生锈，这影响了其在水下的耐用性和长期性能。其次，以往的设计中测试板没有提手，导致在水中搬运和定位时操作不便。此外，钢丝绳用于吊装测试板时的收纳同样存在问题，传统材料和设计容易导致刺手和磨损，增加了使用的复杂度和不安全因素。最后，测试板中心杆的直接焊接方式造成了凸起，这不仅影响了携带的便捷性，也增加了存储时的空间需求。这些问题需要在未来的设计中得到改善，以确保测试板在水下测量和校准作业中的高效性和安全性。

为此提出一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件及测试方法，以解决上述提出的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件及测试方法。

有鉴于此，本发明的第一方面在于提供一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件。

本发明的第二方面在于提供一种测试方法。

本发明的第一方面提供了一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，包括：回声板，其具有一个反射面；所述回声板沿一个轴心周向形成有导流边，所述轴心的延伸方向上具有多个用于测试所述测深仪的探测点；

所述反射面上开设有多个同心设置的环形过流部，所述环形过流部用于供水流沿所述延伸方向通过所述回声板；沿垂直于所述轴心的方向，所述环形过流部内部的水流速度逐渐增大；

吊装部，其与所述反射面相连，用于所述回声板与所述换能器沿所述延伸方向相对应；所述吊装部与所述回声板能够沿一个转轴相互转动，所述转轴交汇于所述轴心；

提手，其沿周向在所述回声板上设置多个；所述提手用于阻隔流经所述导流边和至少部分所述环形过流部的水流。

上述任一技术方案中，所述轴心在所述反射面上具有一个交点，所述环形过流部的中心均位于所述交点上；以及

所有所述环形过流部在所述回声板上占用相同的空间。

上述任一技术方案中，所述环形过流部均包括有过流孔；沿垂直于所述轴心的方向，每个所述环形过流部所包含的所述过流孔的数量逐渐增多；

其中，相邻所述环形过流部的过流孔相对应设置。

上述任一技术方案中，所述导流边与所述轴心之间具有一个夹角α；

其中，所述夹角α的取值范围为3^°~10^°。

上述任一技术方案中，所述导流边的延伸线与所述轴心具有一个交汇点，沿所述延伸方向最临近所述交点的所述探测点与所述交汇点重合。

上述任一技术方案中，所述提手背离所述轴心的一侧形成有弧形边，所述弧形边和所述导流边共同组成内凹的束腰。

上述任一技术方案中，所述弧形边的内侧面上开设有贯穿所述束腰的通孔，所述通孔对应所述过流孔。

上述任一技术方案中，沿垂直于所述轴心的方向，所述交点与最邻近所述过流孔的边界距离、相邻两个所述过流孔的边界距离、所述通孔与最邻近所述过流孔的边界距离逐渐减小。

上述任一技术方案中，所述吊装部与所述反射面的连接处位于所述轴心上，且所述吊装部包括有用于吊装所述回声板的吊孔，以及所述吊装部与所述回声板具有下述情形：

情形一，当所述吊装部与所述反射面相抵接时，所述吊孔沿所述轴心的周向对应所述束腰；

情形二，当所述吊装部位于所述轴心上时，所述吊装部与所述回声板之间装配固定。

本发明的第二方面提供了一种测试方法，包括如下步骤：S101，在水深测量前，将所述回声板通过所述吊装部用钢丝绳悬吊，沿所述换能器的位置垂直放入水中；S102，所述回声板在水中下落直至第一个探测点达到所述换能器的位置停止，所述测深仪通过所述换能器与所述回声板获取探测值；S103，将当前的所述探测值与当前到达换能器位置的探测点的标值对比，根据对比的结果校准所述测深仪；S104，所述回声板在水中持续下落，每当有所述探测点达到所述换能器的位置，所述测深仪通过所述换能器与所述回声板获取探测值；返回步骤S103，直至所有探测点均被探测。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果：

新增设计的提手使得测试板的搬运和操作更为便捷，提高了现场作业的效率。操作人员可以更安全、更容易地在水中或出水时操控测试板。测试板中部的吊装部的活页连接设计替代了原有的直接焊接方式，这使得吊装部可以方便地拆卸和平放，减少了携带和存储时的空间占用，同时也避免了运输过程中可能出现的损伤。

导流边的环形结构优化了围绕回声板的水流，有助于减少板边缘产生的湍流和涡旋。这种平滑的水流使声波能更清晰、更直接地传播，从而提高测量的准确性。通过环形过流部的设计，回声板上的水流被引导以减少对声波传播的干扰。确保声波可以在一个更稳定和可预测的环境中传播，从而增强声呐设备在复杂水域中的性能。

根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的吊装部与回声板装配固定示意图；

图3为本发明的提手及其连接结构示意图；

图4为本发明的导流板的延伸线与探测点之间位置示意图；

图5为本发明的方法步骤流程图。

其中，图1-图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1回声板、101导流边、102探测点、2吊装部、201连接柱、202吊杆、203套筒、204吊环、205限位环、3提手、301弧形边、4第一孔体、5第二孔体。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1-图5，下面描述本发明一些实施例的一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件及测试方法。

本发明第一方面的实施例提出了一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件。在本发明的一些实施例中，如图1-图4所示，该配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件包括：

回声板1，回声板1为一个圆形板体，且回声板1具有一个反射面，通过反射面能够将换能器发出的声波返回至换能器处，以获取探测值；回声板1沿一个轴心周向形成有导流边101，轴心的延伸方向上具有多个用于测试测深仪的探测点102，探测点102用于对换能器与探测仪之间深度的探测值进行校准。导流边101为周向的环形结构。

反射面上开设有多个同心设置的环形过流部，环形过流部用于供水流沿延伸方向通过回声板1，以降低回声板1在水中下落时的飘动；沿垂直于轴心的方向，环形过流部内部的水流速度逐渐增大，通过流速逐渐增的水流，能够将反射面中的杂质向边缘吸取，避免杂质对回声探测校准的影响。

吊装部2，其与反射面相连，用于回声板1与换能器沿延伸方向相对应；吊装部2与回声板1能够沿一个转轴相互转动，转轴交汇于轴心。吊装部2用于带动回声板1在水中纵向移动，以便产生不同的深度值，通过将吊装部2与回声板1之间进行转动连接，能够方便收纳，避免向上突于反射面的吊装部2占用过多的空间。

提手3，其沿周向在回声板1上设置多个；提手3用于阻隔流经导流边101和至少部分环形过流部的水流。提手3一方面能够方便施工人员握持并移动回声板1，另一方面将从导流边101向上流动的水流和形过流部的水流相分隔，以形成横向移动的限制。

本发明提供的一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，回声板1采用圆形设计，这有助于均匀地接收和反射声波，确保从各个方向反射回来的声波都能均匀处理，减少方向偏差。设有一个平滑的反射面，这个面专门用于反射从换能器发出的声波。这种反射面通常使用材料如不锈钢等，这些材料能有效反射声波且抗腐蚀性强。导流边101是围绕回声板1中心的周向环形结构，其主要功能是优化水流，减少在板边缘产生的湍流和涡旋，这有助于声波的清晰传输和接收。沿回声板1的轴心延伸方向设置有多个探测点102，这些点允许在不同的水深和位置进行精确的声波反射测量，以便校准换能器和测深仪之间的深度读数。

回声板1的反射面接收来自换能器的声波并将其精确地反射回到换能器。这一过程允许换能器测量声波往返时间，据此计算距离，这是声呐测量的基本原理。导流边101通过优化围绕回声板1的水流，帮助减少边缘效应，如涡旋和湍流，这些通常会干扰声波的传播路径，导致数据误差。通过平滑水流，导流边101确保声波能更清晰、更直接地传播，提高测量的准确性。控制点的设置使得回声板1不仅可以在水平面上进行校准，也可以进行垂直深度的精确测量。这些探测点102提供了固定深度下的精确参照，用于校准和验证换能器的深度测量能力。通过圆形和光滑的设计，回声板1最小化了声波散射和其他可能的信号干扰，使得从各个方向返回的声波都能被有效地收集和分析。

回声板1的反射面上开设有多个同心的环形过流部，这些结构形成了允许水流通过的通道。通过这种设计，水流可以沿着回声板1的延伸方向（即垂直于轴心的方向）流动。当回声板1在水中下落时，环形过流部通过允许水流顺畅通过来降低水对板体的阻力和压力。这有助于减少水下飘动，保持回声板1在水中的稳定性，使其保持正确的定位和姿态。在环形过流部内，水流速度沿垂直于轴心的方向逐渐增大。这种速度递增可以通过两种机制实现：一是由于环形过流部的设计可能逐渐缩小截面，根据连续方程和伯努利原理，当截面减小时，流速增加；二是通过设计引导水流的动态压力差。增加的流速有助于将固定在反射面上的杂质向边缘吸取和清除。这是通过创建一个从中心向外的水流动力梯度来实现的，其中较高的流速有助于物质的搬运和分散，从而保持反射面的清洁。这对于维持声波反射的清晰度和准确性至关重要，因为杂质和沉积物可以干扰声波的传播路径和强度。

通过精心设计的环形过流部，回声板1有效地管理了水流，使其成为优化声波传播条件的工具。这些过流部不仅改善了板的物理定位，还通过清洁表面提高了声学性能。清洁的反射面确保反射的声波不受干扰，提高了声呐校准的精度。此外，稳定的板体位置减少了因姿态变化导致的潜在测量误差。

吊装部2与回声板1通过一个转轴连接，该转轴位于回声板1的轴心。这种设计允许回声板1在吊装部2的支持下沿转轴自由旋转。转轴的设置使得回声板1可以在水中轻松调整角度，以适应不同的探测和校准需求，同时也方便了回声板1的垂直移动，以便在不同深度进行操作。吊装部2设计考虑到了空间效率，尽量减小其在收纳和运输时对空间的占用。通过允许吊装部2与回声板1之间的转动，可以更加紧凑地折叠或调整回声板1，减少在未使用状态下的体积。

吊装部2的主要功能之一是控制回声板1在水中的深度位置。通过纵向移动吊装部2，可以将回声板1精确地放置在所需深度，进行精确的声波反射测量和声呐系统的校准。由于转轴的存在，操作人员可以调整回声板1的角度，以最佳方式对准换能器发射的声波。这对于确保声波反射的效率和准确性至关重要，尤其是在复杂的水流或多变的环境条件下。吊装部2的设计使得回声板1在不使用时可以方便地收纳和存储。转动连接不仅使得设备易于携带和部署，也减少了因固定角度或位置而可能导致的损伤或不便。通过有效地控制回声板1的位置和角度，吊装部2帮助提高了声呐校准的整体效率和效果。确保回声板1能够在适当的位置和角度接收声波，是实现高精度测量的关键。

提手3设置在回声板1的周向上，通常分布均匀以确保从任何角度都能方便地抓握和操控回声板1。这对于在水下操作时特别重要，因为操作人员需要能够在多种环境条件和不同的操作位置下，轻松地移动和定位回声板1。提手3设计得高于回声板1的表面，能够阻隔流过导流边101和部分环形过流部的水流。通过这种方式，提手3帮助形成水流的横向移动限制，即阻止水流直接从导流边101向回声板1中心或从中心向边缘无控制地流动。

提手3通过物理阻挡改变了水流的自然路径，减少了在回声板1表面可能产生的湍流和涡旋，有助于稳定板体，提高声波反射的一致性和准确性。在声呐探测中，水流带来的干扰可能会影响声波的传播和回声的接收。提手3的设计有助于形成更加有序的水流环境，尤其是减少通过回声板1表面的无序水流，这样可以更清晰地捕捉到声波，提高测量的精度。通过控制水流路径，提手3帮助保持回声板1的稳定性和声波传输的质量。这种设计使得声波能够在更加稳定和可控的环境中反射，从而确保声呐数据的可靠性和精确性。

具体地，回声板1采用6mm 铁板，现在材料改进采用6-8mm 304不锈钢板材，解决使用中生锈。

进一步地，吊装部2包括：吊杆202和连接柱201；吊杆202和连接柱201采用合页或铰链进行转动连接，以使吊装部2除连接柱201以外的部分能够与回声板1进行相对转动；连接柱201固定连接在回声板1的反射面的中部。

上述可知，吊杆202是吊装部2的主要承载结构，而连接柱201则作为吊杆202与回声板1间的固定连接点，通常位于回声板1的反射面中部。吊杆202与连接柱201之间采用合页或铰链进行转动连接，这种设计允许吊杆202在不脱离连接柱201的情况下进行相对于回声板1的转动。通过合页或铰链的转动连接，吊装部2可以在固定的连接点处相对回声板1自由转动，这种灵活性允许操作者更容易调整回声板1的角度和位置，尤其是在复杂的水下环境中进行精确的定位和测量。连接柱201的固定连接确保回声板1在吊装和下放过程中保持稳定，同时吊杆202的可转动性简化了搬运和部署操作，操作者可以根据需要轻松调整回声板1的方向，无需担心会因固定连接而受限。

在水下操作时，吊装部2的转动连接允许操作者根据水流和其他环境因素动态调整回声板1的姿态。这是通过在吊杆202和连接柱201之间的合页或铰链实现的，使得回声板1能够在维持固定连接的安全和稳定性的同时，进行必要的角度调整。吊装部2的设计使得回声板1在下放到水中时可以准确地对齐与换能器，确保声波测量的准确性。通过调整吊杆202，可以优化声波的传播路径，减少反射误差，提高数据收集的质量。

进一步地，吊杆202远离连接柱201的一端固定连接有吊环204，通过吊环204能够与外部起吊设备的缆绳装配，以带动吊装部2整体和回声板1在水中纵向移动。

上述可知，吊杆202的远端固定连接有吊环204，这种设计为吊装部2提供了一个结实的点用于接挂缆绳。吊环204的位置和结构设计考虑了负载分布和力的传递，以确保操作过程中的稳定性和安全。吊环204设计为能够容易地与外部起吊设备的缆绳装配对接。这使得回声板1可以从船只或其他平台上方便地悬挂和下放到水中。吊环204作为起吊点，允许回声板1通过外部起吊设备（如起重机或绞车）被提升和移动。这种配置方便了回声板1的水中部署和回收，尤其是在深水作业或海洋测量任务中。通过固定连接的吊环204，吊装部2可以稳定地传递吊装过程中的负载，减少因不稳定挂接引起的摇晃或倾斜，提高了操作过程中的安全性。

当缆绳通过吊环204与吊杆202连接时，吊装部2整体受力均匀，这有助于保持回声板1在水中的纵向稳定移动。这种稳定的垂直下降或提升对于保持设备的校准精度和测量准确性至关重要。在水中操作时，操作者可以通过调节缆绳的松紧来精确控制回声板1的下沉速度和深度。这对于需要在特定深度进行精确测量或校准的任务尤其重要。

具体地，吊孔通过吊环204的内壁围成。吊孔位于吊杆202的末端，并通过吊环204的内壁围成。形成了一个圆形或椭圆形的开口，专门用于与吊装设备如钩子或缆绳连接。吊环204固定在吊杆202的末端，通常是通过焊接或其他强固的机械连接方式固定，确保吊环204能够承受重量和力的传递。

进一步地，吊杆202侧壁上可活动套接有套筒203，且套筒203内壁与吊杆202侧壁之间形成有容纳腔，当吊杆202与连接柱201纵向对应，且吊杆202的轴线与轴心重合时，套筒203沿吊杆202侧壁向下移动且套接在连接柱201上，对合页或铰链的转动进行限位，以实现吊杆202与连接柱201之间的转动限位，此时即可进行回声板1的纵向起吊任务。

上述可知，套筒203设计为可沿吊杆202侧壁活动，其内壁与吊杆202侧壁之间形成容纳腔。这种结构允许套筒203在吊杆202上自由移动至指定位置。当吊杆202与连接柱201纵向对应且其轴线与轴心重合时，套筒203可以沿吊杆202侧壁向下移动并套接在连接柱201上。这种套接作用起到锁定的功能，限制了合页或铰链处的转动。通过套筒203的下移和套接在连接柱201上，可实现对吊杆202与连接柱201间转动的限位。这一功能在操作中尤为重要，因为它确保了在起吊和操控过程中吊杆202保持固定方向，防止过度转动导致的不稳定或潜在损伤。限位机制允许操作人员更精确地控制回声板1的位置和姿态，尤其是在进行纵向起吊或调整至特定深度的任务时，可以避免因吊杆202的不必要旋转而引发的问题。

套筒203在连接柱201上的套接作用通过物理阻塞限制了合页或铰链的转动范围。这种物理限位不仅提供了操作过程中的稳定性，还有助于保护连接结构免受不当操作的磨损。在水中操作时，套筒203的活动和锁定功能使得操作者可以根据需要调整吊装部2的位置和角度，一旦确定了正确的位置，通过移动套筒203到位并锁定，确保了操作的连续性和安全性。

进一步地，吊杆202靠近连接柱201一端安装有限位环205，限位环205外壁贴合套筒203内壁，在套筒203套接连接柱201时，限位环205能够与套筒203相配合，以对吊杆202和套筒203进行横向的限位，保证限位固定的稳定。

上述可知，限位环205安装在吊杆202靠近连接柱201的一端。这个环紧密贴合套筒203内壁，形成一个物理界限，以防止吊杆202在套筒203内过度移动。当套筒203下滑并套接在连接柱201上时，限位环205与套筒203内壁之间的贴合确保了吊杆202和套筒203之间的横向限位。这种配合设计使得整个吊装部2件在操作中更为稳定。限位环205的主要功能是提供横向限位，确保吊杆202在套筒203内保持正确的位置和姿态。这种限位作用防止了吊杆202在套筒203内侧向移动或摆动，从而增加了操作的精确性和可靠性。通过防止吊杆202的侧向移动，限位环205确保了回声板1和吊装部2在水下或起吊过程中的稳定性。这对于执行精确测量和调整非常关键，尤其是在需要精细操作的水下作业中。

限位环205与套筒203的内壁之间形成一个紧密的机械界限，这种界限物理地限制了吊杆202的横向运动范围。当套筒203被移动至与连接柱201套接的位置时，限位环205起到锁定作用，确保吊杆202和套筒203之间的相对位置固定不变。在水下操作或吊装过程中，任何不必要的动作都可能导致操作错误或设备损坏。限位环205的存在显著减少了这种风险，通过物理限制确保了整个装置的稳定性和操作的安全性。

上述可知，回声板1原先使用的是6mm厚的铁板，现在已经改进为使用6-8mm厚的304不锈钢板材。这种改进的目的是解决由于铁板易生锈的问题，从而提高回声板1在水下使用时的耐腐蚀性和持久性。304不锈钢是一种广泛应用的材料，因其良好的抗腐蚀性能而被选用，适用于海洋和水下环境，确保回声板1在长时间水下作业中保持性能稳定，避免因生锈导致的性能下降或结构损坏。这种材料升级不仅延长了回声板1的使用寿命，还提高了设备的可靠性和维护方便性。

上述任一实施例中，轴心在反射面上具有一个交点，环形过流部的中心均位于交点上。通过将环形过流部的中心均与交点重合，能够使得环形过流部通过的水流均匀的作用在回声板1上，有助于周向的受力均衡。

所有环形过流部在回声板1上占用相同的空间。通过对所有的环形过流部的占用空间的限制，能够使得在相同时间内流过的水量均等，保证了回声板1在由交点至边缘的方向上，获得均等的流量，进一步保证在下落中回声板1的姿态平稳。

在该实施例中，轴心是回声板1上的中心点，所有设计元素如环形过流部均以此为中心对称布置。这个中心点在反射面上具有一个明确的交点，确保了设计的对称性和平衡。环形过流部的中心与轴心上的交点重合，意味着这些过流部完美对称地围绕轴心布置。这种布局有助于水流在通过这些环形通道时能够均匀分布，保持力的均衡。通过使环形过流部的中心与交点重合，设计确保了当水流通过回声板1时，对板面的作用力在周向上是均衡的。这种均衡减少了可能由于不均匀力导致的扭曲或振动，提高了设备在水中的稳定性和可靠性。各环形过流部的均匀布局优化了水流的通过路径，使得水流能够在整个板面上均匀作用。这不仅减少了湍流和涡旋的形成，还有助于维持回声板1的定位和方向稳定，这对于精确测量和声波数据的收集至关重要。

当水流穿过环形过流部时，其设计使得水流速度和压力在穿过回声板1时保持均衡。这种控制有助于创建更加稳定的水下环境，从而使声波的传播更少受到干扰。回声板1的主要功能是反射声波，通过环形过流部的均衡设计，板面受到的水流影响最小化，从而减少了对声波反射质量的干扰。均匀的水流和减少的表面扰动有助于声波清晰且准确地反射回换能器。

每个环形过流部在回声板1上的占用空间相同，这意味着每个过流部的尺寸、形状和面积被设计得完全一致。这种设计有助于确保水流通过每个过流部时的流速和流量保持一致。因为所有环形过流部均等占用空间，水流在穿过这些过流部时的分布均匀一致，从而在整个回声板1表面上实现均等的水流。通过限制所有环形过流部的占用空间，设计确保了均等的流量分布。这样的水流控制有助于在回声板1下落过程中保持水流的稳定性，减少水动力学引起的不平衡和扭曲。均等的流量分布意味着从交点到边缘的每个部分都接收到相同量的水流影响，这有助于在下落过程中保持回声板1的姿态稳定。稳定的姿态对于精确的声波反射和接收至关重要。

通过环形过流部均等分布的设计，回声板1在水中的动态平衡得到了保证。均等的水流分布有助于抵抗由于水流不均引起的任何侧向或旋转运动，从而保持设备的稳定。稳定的水流和姿态减少了水流对声波传播路径的干扰。这种优化确保了声波能够以最少的畸变被反射和接收，从而提高声呐探测的精度和可靠性。

上述任一实施例中，环形过流部均包括有过流孔；沿垂直于轴心的方向，每个环形过流部所包含的过流孔的数量逐渐增多。在每个环形过流部具有相同的占用空间的前提下，将每个环形过流部所包含的过流孔数量逐渐增大设置，可使得垂直于轴心的方向上，过流孔的内径逐渐减小，以使得在回声板1相同的速度下，越小的过流孔拥有越大流速的水流，以使得垂直于轴心的方向上通过的水流吸力逐渐增强，在回声板1下落中，可能出现在回声板1中部的杂质能够逐渐的被吸向回声板1外部。

其中，相邻环形过流部的过流孔相对应设置。通过对应设置的过流孔能够产生阶梯式的接力吸引杂质，保证在持续的下落中在回声板1的上方靠近回声板1的位置杂质尽可能的少。

在该实施例中，在每个环形过流部中，过流孔的数量沿着垂直于轴心的方向逐渐增多，而内径逐渐减小。这种设计意味着靠近回声板1中心的环形部分拥有较大但数量较小的过流孔，而远离中心的部分则相反。每个环形过流部中的过流孔按照一定的模式设置，以实现在垂直方向上的水流有序过渡。相邻环形过流部中的过流孔相对应地设置，以产生阶梯式的接力，吸引并移动杂质。

较小的过流孔在相同的流量条件下产生更高的流速。这种流速的增加有助于增强水流的吸力，从而有效地将杂质从回声板1中心向外部移动。设计中的阶梯式过流孔设置使得杂质可以在回声板1的连续下落过程中逐步被吸引并移向外围。这有助于维护回声板1的清洁状态，保证声波反射的准确性。

通过精确控制过流孔的大小和数量，设计实现了水流动力学的优化。小径过流孔在靠近轴心的区域加速水流，产生足够的吸力以对抗因下落引起的任何颗粒沉积。阶梯式的过流孔设计创建了一种连续的清洁机制，其中水流在每个级别上逐渐增加吸力，有效地将杂质推向边缘并最终离开回声板1表面。这种设计确保了回声板1在下落过程中的表面保持尽可能清洁，这对于确保声波数据的准确收集和分析至关重要。清洁的表面减少了声波散射和吸收，提高了声呐测量的质量和可靠性。

进一步地，过流孔为第一孔体4和第二孔体5，第一孔体4位于第二孔体5和轴心之间，第一孔体4和第二孔体5分属两个不同位置的环形过流部，第二孔体5的数量是第一孔体4的两倍，且单个第二孔体5的截面积为单个第一孔体4的截面积的二分之一。

上述可知，第一孔体4位于第二孔体5和轴心之间，这意味着它们靠近回声板的中心。相比之下，第二孔体5则位于离轴心更远的位置。第二孔体5的数量是第一孔体4的两倍，这种设计可以增加离轴心较远区域的过流能力。同时，单个第二孔体5的截面积为单个第一孔体4的二分之一，这意味着尽管数量多，但每个孔体的流体通过能力较小。这种孔体设计通过在不同环形区域设置不同大小和数量的孔体来优化水流的分布。这样的水流分布有助于在回声板周围形成更均匀的水流环境，减少局部的湍流和涡旋。增加了第二孔体5数量的同时减小其截面积，有助于在不牺牲过多水流阻力的情况下，增加水流的整体稳定性。这种稳定性对于声波的清晰传播至关重要，尤其是在进行精确测量时。

第一孔体4和第二孔体5的不同配置产生的水流动力学效果，直接影响声波在回声板周围的传播条件。第一孔体4因靠近中心而受到的水流影响较小，而第二孔体5则通过其数量来平衡较小的截面积，确保整个板面的水流是均衡的。第一孔体4和第二孔体5的截面积和数量差异，使得可以在不同位置精确控制水流的速度和压力。这种控制是通过设计引导水流的动态压力差来实现的，有助于形成从中心向外的水流动力梯度，这对于清洁和维护反射面的清晰度至关重要。

上述任一实施例中，导流边101与轴心之间具有一个夹角α。

其中，夹角α的取值范围为3^°~10^°。通过夹角的设置，使得导流边101为一个锥形曲面，以将流经的水流进行倾斜导向，并形成与轴心之间的束波角。

在该实施例中，导流边101的锥形曲面设计使得整个回声板1不仅仅是平面的，而是具有一定的倾斜角度。这种倾斜角度使得水流和声波在通过时受到引导，从而实现特定的动力学和声学效果。夹角α的设置在 3°到 10°范围内，这个角度范围充分利用了水流动力学和声波传播的基本原理，既不过大以引起过多的动力损失，也足够产生必要的声波引导和水流控制。锥形曲面通过其倾斜角度将水流进行倾斜导向，这样的导向有助于减少回声板1表面的湍流和涡旋。更平滑的水流有助于减少声波传播过程中的干扰，提高声波的传播效率。锥形导流边101不仅导向水流，还影响经过该面的声波。通过形成与轴心之间的束波角，声波可以被更有效地集中和引导，这对于提高声呐系统的探测范围和分辨率具有重要作用。

设计通过调整夹角α和锥形曲面的几何形状，精确控制水流和声波的行为。水流的倾斜导向减少了对声波传播的干扰，同时声波通过特定角度的导流边101时，其路径和聚焦效果得到优化。倾斜的导流边101通过形成束波角，帮助聚焦声波，这样可以减少声能的分散，提高声波能量的利用效率，使得探测到的回声信号更加强烈和清晰。

具体地，夹角α取值为4°。

上述任一实施例中，导流边101的延伸线与轴心具有一个交汇点，沿延伸方向最临近交点的探测点102与交汇点重合。由于导流边101为锥形曲面，因此导向流动给的水流如果有横向传动的会对声波的传递产生影响，将导流边101的延伸线汇集至轴心上的一点，能够进行横向的拨动抵消，保证在换能器收集声波的方向上横向的水流尽可能的小。

在该实施例中，导流边101采用锥形曲面设计，这种设计使得水流在接触导流边101时按照特定的角度进行偏转。锥形曲面有助于将水流的动能指向轴心，提供了更加集中和控制的水流路径。所有导流边101的延伸线在轴心处交汇。这种汇聚设计是为了在回声板1的中心点实现水流的聚焦，从而减少横向水流的影响。沿延伸方向最临近交汇点的探测点102与交汇点重合，这个设置是为了在水流和声波聚焦的点上进行精确测量，以确保数据的准确收集。

通过锥形导流边101的设计，水流被有效地引导并在轴心处汇聚，这有助于减少水流在回声板1表面产生的湍流和横向运动，提高了水流的稳定性和可预测性。控制水流在轴心的汇聚不仅优化了水流动力学，还有助于减少横向水流对声波传输的干扰。这种干扰一旦减少，换能器可以更有效地收集反射回来的声波，提高声呐系统的测量精度。

水流经过锥形导流边101时，被引导向轴心聚焦，最大限度地减少了水流的扩散和随机运动。这种聚焦有助于在换能器处形成稳定的水动环境，减少声波在水中的散射和反射误差。水流的聚焦同时减少了在换能器收集声波方向上的横向水流，这对于保证声波传输路径的清晰至关重要。清晰的传输路径意味着更少的信号损失和更高的数据质量。

上述任一实施例中，提手3背离轴心的一侧形成有弧形边301，弧形边301和导流边101共同组成内凹的束腰。通过形成弧形边301并与导流边101形成束腰，能够对流经导流边101的水流进行束缚，并对提手3形成指向轴心的作用力，进一步并保证回声板1的受力和下落姿态稳定。

在该实施例中，提手3的背离轴心一侧具有弧形边301，这种设计不仅为操作者提供了更自然、符合人体工程学的抓握方式，还在水流动力学上发挥重要作用。弧形边301与导流边101共同形成了一个内凹的束腰结构。这种结构类似于流体动力学中的喷嘴或节流部分，能够有效地控制经过该区域的水流。

内凹的束腰通过减小水流通过的截面积，加速水流并提高其流速。这种加速的水流可以更有效地被引导，减少在回声板1上的湍流和涡旋现象。由于内凹的束腰设计，水流通过时产生的动力效应会向回声板1的轴心方向施加压力，这有助于对提手3产生一个向内的作用力，进而增强结构的整体稳定性。

水流在通过内凹的束腰时，其流速增加，根据伯努利原理，流速的增加会导致压力降低。这种压力的变化有助于稳定回声板1在水中的下落姿态，因为流过束腰的水流会帮助回声板1维持直线下落。内凹束腰形成的加速水流不仅限制了横向的水流扰动，还通过增加水流对提手3的作用力来帮助回声板1保持垂直方向的稳定性。这种稳定性对于确保声波传播的直线性和减少声波测量误差至关重要。

上述任一实施例中，弧形边301的内侧面上开设有贯穿束腰的通孔，通孔对应过流孔。由于束腰内部的水流也会快于导流边101单独导向的水流，因此加设通孔，使得束腰位置能够与导流孔向连通，以将可能的杂质借由通孔导出，由于提手3的阻隔作用，该处的环境更加稳定，以避免移动的杂质造成导流边101处水流的乱流。

在该实施例中，通孔位于弧形边301的内侧面上，并与束腰位置相对应，直接贯通到过流孔。这种设置允许水流和任何携带的杂质能从束腰部位直接导向过流孔。通孔设计为与导流孔直接连通，这样的设计不仅有助于水流的管理，还能有效地将杂质从一个控制区域转移到另一个，最终通过导流孔排出。

设计中的通孔允许在束腰内部聚集的水流（通常这部分水流速度较快）能够有效地携带杂质通过。这有助于减少在导流边101附近产生的乱流，因为杂质被快速清除，减少了对水流稳定性的影响。由于提手3的阻隔作用，通孔所在的区域水流环境更加稳定。这种稳定性是通过控制水流路径和速度来实现的，有助于确保声波的传输路径不被扰动，从而提高声呐系统的测量精度。

通过通孔，束腰内快速的水流可以直接传输到导流孔，这种快速直接的水流路径减少了水流在回声板1上的停留时间，从而减少了因杂质积累可能引起的水流不稳定现象。杂质的有效排除和水流的稳定化有助于声波在水中的清晰传播。声波传播的环境如果免于杂质干扰和不必要的湍流，其数据的准确性和可靠性将大大增加。

上述任一实施例中，沿垂直于轴心的方向，交点与最邻近过流孔的边界距离、相邻两个过流孔的边界距离、通孔与最邻近过流孔的边界距离逐渐减小。通过将边界距离逐渐减小，能够使得通过回声板1的水流之间的距离逐渐减小，有助于回声板1的中部受力均衡。

在该实施例中，在回声板1上，从交点开始向外，最邻近过流孔的边界距离、相邻过流孔之间的边界距离以及通孔与最邻近过流孔的边界距离逐渐减小。这意味着水流通过的通道在向板外移动时变得更加狭窄。

由于边界距离的逐渐减小，水流在穿过过流孔时被迫集中并加速。这种加速有助于提高水流的稳定性，减少湍流和横向流动的影响。在回声板1的中部，通过使水流路径逐渐收紧，可以更均匀地分布水流对板的压力。这有助于回声板1在水中保持更稳定的姿态，尤其是在垂直下落时，受力均衡至关重要。

当水流通过设计越来越窄的通道时，按照流体动力学原理，流速会增加，从而减少了压力（根据伯努利原理）。这种流速的增加有助于减轻回声板1上的任何非对称载荷，从而优化整体的受力均衡。在进行声波探测时，水流的稳定性对声波的清晰传输至关重要。通过设计来优化水流的稳定性，可以减少声波在传输过程中遭受的干扰，提高声呐探测的准确性。

上述任一实施例中，吊装部2与反射面的连接处位于轴心上，且吊装部2包括有用于吊装回声板1的吊孔，以及吊装部2与回声板1具有下述情形：

情形一，当吊装部2与反射面相抵接时，吊孔沿轴心的周向对应束腰。以便将吊绳在束腰和吊孔之间环绕。

情形二，当吊装部2位于轴心上时，吊装部2与回声板1之间装配固定。

在该实施例中，吊孔位于吊装部2，并且沿着轴心的周向对应束腰位置。这样的布局确保了吊孔可以直接与束腰区域对齐，允许吊绳在这两个结构之间自然地环绕。当吊装部2与反射面相抵接时，这种接触方式有助于保持吊装部2的固定和回声板1的整体稳定性。吊孔与束腰的对应设计使得吊绳可以围绕这一结构区域，提供了稳定的支持点。这种稳定的支持有助于在搬运回声板1时减少摆动和旋转，确保回声板1保持正确的姿态。吊装部2设计考虑了操作的便利性和安全性，通过合理的吊孔和束腰配置，操作人员可以更容易地控制回声板1的下放和提升，同时减少了操作过程中可能发生的意外。

吊装部2位于回声板1的轴心上，并且与回声板1之间通过固定方式装配。这种固定连接通常涉及螺栓、焊接或其他机械连接方式，确保吊装部2与回声板1之间的牢固结合。选择轴心作为连接点是为了确保回声板1在水中的平衡和对称性，轴心位置的固定连接有助于在水中保持回声板1的稳定性，减少在吊装或运动中可能出现的扭动或偏移。固定连接确保了在操作和使用过程中，回声板1与吊装部2之间不会发生相对位移，这对于进行精确测量和校准尤为重要，因为任何位置的偏差都可能导致数据误差。固定连接使得搬运和吊装过程中回声板1更加稳定，降低了因振动或撞击导致的损伤风险，同时也使得设备更易于控制和调整。

固定在轴心的吊装部2有助于保持回声板1在水中的力学平衡。由于连接固定，回声板1在进行下降或上升操作时能够保持垂直姿态，减少了由于姿态偏差导致的声波传播误差。在水下操作时，回声板1可能会受到不同方向的水流冲击。固定连接的设计有助于确保回声板1对这些动态响应的稳定，通过减少回声板1因水流变化而产生的不必要移动，保证了测量的一致性和准确性。

具体地，吊孔与外部用于起吊的线缆相连，且线缆上安装有用于表示探测点的标识环，且标识环在线缆上的线缆长度相等。表示换能够对实际操作的人员起到提示作用。

本发明第二方面的实施例提出了一种测试方法。在本发明的一些实施例中，如图5所示，该测试方法包括如下步骤：

S101，在水深测量前，将回声板1通过吊装部2用钢丝绳悬吊，沿换能器的位置垂直放入水中。

S102，回声板1在水中下落直至第一个探测点102达到换能器的位置停止，测深仪通过换能器与回声板1获取探测值。

S103，将当前的探测值与当前到达换能器位置的探测点102的标值对比，根据对比的结果校准测深仪。

S104，回声板1在水中持续下落，每当有探测点102达到换能器的位置，测深仪通过换能器与回声板1获取探测值；返回步骤S103，直至所有探测点102均被探测。

本发明提供的一种测试方法，使用钢丝绳通过吊装部2将回声板1垂直悬吊并放入水中，确保回声板1沿换能器的位置垂直下降。垂直放入确保回声板1与换能器之间的距离测量精确，避免因角度误差导致的测量偏差。钢丝绳的使用提供了稳定的支持，防止回声板1在水中的任何偏移或旋转。

当回声板1下落到使第一个探测点102与换能器对齐时停止，此时测深仪通过换能器获取与回声板1的探测值。此步骤的主要目的是获取一个基准探测值，用于开始校准过程。探测点102的位置精确对准换能器是确保数据准确性的关键。

更新测深仪捕获的探测值，并将其与预设的标准值（标值）进行对比，根据比对结果校准测深仪。通过实时更新和对比探测值与标值，可以调整和校准测深仪的读数。这一步骤是保证测深仪在后续操作中准确性的关键，使得设备可以准确反映水下深度。

回声板1继续下落，每当一个新的探测点102到达换能器位置时，测深仪获取探测值。每次数据获取后返回步骤S103进行再次校准，直到所有探测点102均被探测完毕。这一连续的校准过程确保了测深仪在整个探测范围内的准确性。通过系统地验证每个探测点102，可以确保测深仪在各种深度下都保持高精度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，包括：

回声板，其具有一个反射面；所述回声板沿一个轴心周向形成有导流边，所述轴心的延伸方向上具有多个用于测试所述测深仪的探测点；

所述反射面上开设有多个同心设置的环形过流部，所述环形过流部用于供水流沿所述延伸方向通过所述回声板；沿垂直于所述轴心的方向，所述环形过流部内部的水流速度逐渐增大；

吊装部，其与所述反射面相连，用于所述回声板与所述换能器沿所述延伸方向相对应；所述吊装部与所述回声板能够沿一个转轴相互转动，所述转轴交汇于所述轴心；

提手，其沿周向在所述回声板上设置多个；所述提手用于阻隔流经所述导流边和至少部分所述环形过流部的水流。

2.根据权利要求1所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，所述轴心在所述反射面上具有一个交点，所述环形过流部的中心均位于所述交点上；以及

所有所述环形过流部在所述回声板上占用相同的空间。

3.根据权利要求2所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，所述环形过流部均包括有过流孔；沿垂直于所述轴心的方向，每个所述环形过流部所包含的所述过流孔的数量逐渐增多；

其中，相邻所述环形过流部的过流孔相对应设置。

4.根据权利要求3所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，所述导流边与所述轴心之间具有一个夹角α；

其中，所述夹角α的取值范围为3^°~10^°。

5.根据权利要求4所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，所述导流边的延伸线与所述轴心具有一个交汇点，沿所述延伸方向最临近所述交点的所述探测点与所述交汇点重合。

6.根据权利要求4所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，所述提手背离所述轴心的一侧形成有弧形边，所述弧形边和所述导流边共同组成内凹的束腰。

7.根据权利要求6所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，所述弧形边的内侧面上开设有贯穿所述束腰的通孔，所述通孔对应所述过流孔。

8.根据权利要求7所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，沿垂直于所述轴心的方向，所述交点与最邻近所述过流孔的边界距离、相邻两个所述过流孔的边界距离、所述通孔与最邻近所述过流孔的边界距离逐渐减小。

9.根据权利要求6所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件，其特征在于，所述吊装部与所述反射面的连接处位于所述轴心上，且所述吊装部包括有用于吊装所述回声板的吊孔，以及所述吊装部与所述回声板具有下述情形：

情形一，当所述吊装部与所述反射面相抵接时，所述吊孔沿所述轴心的周向对应所述束腰；

情形二，当所述吊装部位于所述轴心上时，所述吊装部与所述回声板之间装配固定。

10.一种基于权利要求1-9中任一项所述的配合测深仪换能器进行声呐校准的测试件实施的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101，在水深测量前，将所述回声板通过所述吊装部用钢丝绳悬吊，沿所述换能器的位置垂直放入水中；

S102，所述回声板在水中下落直至第一个探测点达到所述换能器的位置停止，所述测深仪通过所述换能器与所述回声板获取探测值；

S103，将当前的所述探测值与当前到达换能器位置的探测点的标值对比，根据对比的结果校准所述测深仪；

S104，所述回声板在水中持续下落，每当有所述探测点达到所述换能器的位置，所述测深仪通过所述换能器与所述回声板获取探测值；返回步骤S103，直至所有探测点均被探测。