CN206832987U - 一种侧扫声呐的声学参数测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种侧扫声呐的声学参数测量装置，包括位于消声水池内两端的侧扫声呐和接收声呐，所述侧扫声呐竖向安装，所述侧扫声呐与位于消声水池顶部的旋转电机连接，所述接收声呐与位于消声水池顶部的升降电机连接，所述旋转电机、升降电机和接收声呐均与数据采集控制装置连接，所述数据采集控制装置与上位机连接，本实用新型所公开的测量装置具有自动化程度高，处理数据快，测量准确的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种声学参数测量装置，特别涉及一种侧扫声呐的声学参数测量装置。
背景技术
多波束测深仪、侧扫声呐和浅地层剖面仪(Side-scan sonar,SSS)是基于声学原理研发的用于探测海底地形地貌的地球物理仪器。随着我国海洋资源资源的大规模开发、海洋大调查的开展和各种海洋工程建设的增加，此类仪器设备被国内诸多管理部门、科研院所、高校、海军、勘察测绘院和涉海大中型企业等从国外大量购买并得到了广泛应用。为保证其成果质量，定期计量检测其探测性能具有一定的研究与应用价值。其中，侧扫声呐的声源级、频率和波束角是重要的声学检测指标，直接影响探测结果的准确性和可靠性。因此，对侧扫声呐以上三个参数的测量是检测其性能的基本工作内容。
目前有研究对侧扫声呐等海洋声学仪器的声学参数测量工作，由于测量设备集成度和自动化程度不高，工作中出现步骤繁琐，操作人员需求量大和测量结果处理不及时等问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种侧扫声呐的声学参数测量装置，以达到实现自动测量和快速处理的目的。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种侧扫声呐的声学参数测量装置，包括位于消声水池内两端的侧扫声呐和接收声呐，所述侧扫声呐竖向安装，所述侧扫声呐与位于消声水池顶部的旋转电机连接，所述接收声呐与位于消声水池顶部的升降电机连接，所述旋转电机、升降电机和接收声呐均与数据采集控制装置连接，所述数据采集控制装置与上位机连接。
上述方案中，所述接收声呐将模拟电压传输至数据采集控制装置的数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出数字电压给上位机。
上述方案中，所述旋转电机输出控制电压和脉冲给数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出旋转电机的端口控制和脉冲计数给上位机。
上述方案中，所述升降电机输出控制电压和脉冲给数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出升降电机的端口控制和脉冲计数给上位机。
通过上述技术方案，本实用新型提供的侧扫声呐的声学参数测量装置利用接收声呐采集侧扫声呐发出的声波信号，并将其转换成电压信号，传输给数据采集与控制装置，并上传至上位机，运行应用程序，并保存原始数据记录，输出对升降电机和旋转电机的控制信号，通过旋转侧扫声呐和升降接收声呐，寻找侧扫声呐的声源级、频率和波束角，完成测量流程。结束测量后，现场对数据进行分析处理，保存和显示被测仪器的测量结果。该装置具有自动化程度高，处理数据快，测量准确的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型实施例所公开的一种侧扫声呐的声学参数测量装置结构示意图；
图2为本实用新型实施例所公开的侧扫声呐的声学参数测量装置原理示意图。
图中，1、消声水池；2、侧扫声呐；3、接收声呐；4、旋转电机；5、升降电机；6、数据采集控制装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型提供了一种侧扫声呐的声学参数测量装置，如图1所示的结构，该装置自动化程度高，处理数据快，测量准确。
如图1所示的侧扫声呐的声学参数测量装置，包括位于消声水池1内两端的侧扫声呐2和接收声呐3，为了节约消声水池1的建设成本，便于操作设备，将侧扫声呐2与其实际工作姿态约相交90°进行安装，即竖向安装。侧扫声呐2与位于消声水池1顶部的旋转电机4连接，接收声呐3与位于消声水池1顶部的升降电机5连接，旋转电机4、升降电机5和接收声呐3均与数据采集控制装置6连接，数据采集控制装置6与上位机连接。
接收声呐3将模拟电压传输至数据采集控制装置6的数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出数字电压给上位机。
旋转电机4输出控制电压和脉冲给数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出旋转电机的端口控制和脉冲计数给上位机。
升降电机5输出控制电压和脉冲给数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出升降电机的端口控制和脉冲计数给上位机。
声源级、频率和波束角的测量计算方法如下：
声源级：是描述声呐发射的声信号强弱的物理量，其定义为：在发射器辐射声场中，声轴方向上等效声源1m处的表观声压对应的平面行波的声强级。其计算公式为：
SL＝20loger-20logMr+20logr+120 (1)
式(1)中，er为接收声呐开路电压峰值，单位：V；
Mr为标准水听器接收灵敏度，单位：V/μPa；
r为测试距离，单位：m。
频率：对采集到的脉冲信号的稳态部分数据进行频谱分析，获取发射信号的频谱，并分析信号的各个频率成分和频率分布范围，求取各个频率成分的幅值分布和能量分布，从而得到主要幅度和能量分布的频率值；
波束角：对于指向型声源存在波束角的概念，波束角影响侧扫声呐的分辨率，其测定依据国家标准《声学—水声换能器测量》(GB/T7965-2002)进行。侧扫声呐的波束角分为沿航迹线方向和垂直航迹线方向，测量沿航迹线方向波束角时上下移动接收声呐，测量垂直航迹线方向波束角时左右转动被测仪器。两个方向的波束角计算方法为声轴线上声压在上下或者左右方向衰减3db的位置包含的角度。
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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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 (4)
1.一种侧扫声呐的声学参数测量装置，其特征在于，包括位于消声水池内两端的侧扫声呐和接收声呐，所述侧扫声呐竖向安装，所述侧扫声呐与位于消声水池顶部的旋转电机连接，所述接收声呐与位于消声水池顶部的升降电机连接，所述旋转电机、升降电机和接收声呐均与数据采集控制装置连接，所述数据采集控制装置与上位机连接。
2.根据权利要求1所述的一种侧扫声呐的声学参数测量装置，其特征在于，所述接收声呐将模拟电压传输至数据采集控制装置的数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出数字电压给上位机。
3.根据权利要求2所述的一种侧扫声呐的声学参数测量装置，其特征在于，所述旋转电机输出控制电压和脉冲给数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出旋转电机的端口控制和脉冲计数给上位机。
4.根据权利要求2所述的一种侧扫声呐的声学参数测量装置，其特征在于，所述升降电机输出控制电压和脉冲给数据采集与电机控制板卡，数据采集与电机控制板卡输出升降电机的端口控制和脉冲计数给上位机。
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|---|---|---|---|---|
| CN109839627A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种水池条件下声呐探测距离量值计量校准系统及方法 |
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| CN112529779A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-19 | 江苏科技大学 | 一种侧扫声呐图像高分辨率重建方法 |
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