[实用新型]一种深海热液口声学机架

说明书

技术领域

本实用新型属于深海装备技术领域，具体涉及一种对深海热液口原位测温系统中水声换能器固定的声学机架。

背景技术

由于巨大的热通量、海底热液生物、“黑暗生物链”等与生命起源有关的因素的存在，海底热液活动区域成为了天然的海底实验室。温度场是准确全面估算热液热通量和热液运动扩散方式的关键物理参数之一，温度场的准确测量将为热液口生物圈的研究、热液热通量的估算、海底热液硫化物烟囱体生长模式的研究、海底热液成矿机理的研究等相关领域提供帮助。此外，针对海底热液口高温、高压、腐蚀、多尘的极端环境以及避免干扰热液口的原始温度场分布，必须采用非接触式测量，制成一体化的海底热液声学原位测温系统。海底热液烟囱体是热液流体在海底喷发形成的管状结构体，不同地质背景海底的热液烟囱体的形状和高度各不相同，因此在研究适用于多种热液烟囱体的声学原位测温系统时，声学机架的设计是关键。针对原位测量深海热液口温度场的需要，目前尚未有一种能够适用于深海环境下的特殊烟囱体的声学机架面市。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种对深海热液口原位测温系统中水声换能器固定的声学机架。该声学机架考虑到深海环境中的各种情况，结构设计简单合理，可靠性强、操作便捷，能很好地解决在深海环境中水声换能器相对黑色热液烟囱体位置的固定和温度测量任务的问题。

本实用新型解决技术问题所采取的具体方案是：

本实用新型从上至下依次平行设置有水声换能器平台架、上声学机架和下声学机架。

水声换能器平台架包括三个测量圆弧梁和三个连接件；

上声学机架包括由三根上横梁组成的等边三角形的机架；

下声学机架包括由三根下横梁组成的等边三角形的机架。

所述的连接件在水平方向有两个水平安装孔、在斜向向下方向有一个斜向安装孔；每个测量圆弧梁的两端插入两个连接件的水平安装孔内，并通过螺钉固定，三个测量圆弧梁和三个连接件围合成一个圆形的机架，三个连接件将圆形的机架等分为三段，每个测量圆弧梁上设置有滑块，滑块与测量圆弧梁通过螺钉固定，所有的滑块在圆形机架上均匀分布；滑块用于安装和固定水声换能器，拆装容易，稳定性高。

所述的四通连接件在水平方向有两个水平安装孔、在竖直向下方向有一个竖直安装孔、在斜向向上方向有一个斜向安装孔，两个水平安装孔之间的夹角为60°；三根上横梁的两端插入两个四通连接件的水平安装孔内，并通过螺钉固定，三根上横梁和三个四通连接件围合成一个等边三角形的机架；

水声换能器平台架与上声学机架通过三根连接杆连接；所述的连接杆的两端分别插入对应的连接件的斜向安装孔和四通连接件的斜向安装孔内；上声学机架中的两根上横梁的居中位置上固定有直角挂件，另一根上横梁的居中位置上固定有上夹紧装置。

所述的三通连接件在水平方向有两个水平安装孔、在竖直向上方向有一个竖直安装孔，两个水平安装孔之间的夹角为60°；三根下横梁的两端插入两个三通连接件的水平安装孔内，并通过螺钉固定，三根下横梁和三个三通连接件围合成一个等边三角形的机架；

上声学机架与下声学机架通过三根支撑杆连接；所述的支撑杆的两端分别插入对应的四通连接件的竖直安装孔和三通连接件的竖直安装孔内；下声学机架中的一根下横梁的居中位置上固定有下夹紧装置，上夹紧装置与下夹紧装置位置对应，设置在上声学机架和下声学机架的同侧。

上夹紧装置和下夹紧装置结构相同：包括内芯轴、拉杆、套筒、弹簧和压头。所述套筒水平固定设置在对应的横梁上，套筒内壁圆周上固定设置有挡环，挡环将套筒分隔成止动腔和弹簧腔；所述内芯轴的横截面为方形，内芯轴贯穿套筒活动设置，其中位于止动腔内的内芯轴上固定设置有卡销，位于弹簧腔内的内芯轴上设置有与套筒内壁相配的挡片；拉杆穿过套筒活动设置，拉杆的一端伸出套筒壁外，另一端与内芯轴位置对应；弹簧套置在内芯轴上，其一端与挡环连接、另一端与挡环连接；内芯轴的一端穿过套筒的顶盖与把手固定设置，另一端伸出套筒后穿过对应的横梁，并与压头固定连接；所述压头的前端面与上声学机架或下声学机架的平面垂直，并刻蚀有加大摩擦系数的波纹线。

本实用新型所具有的有益效果：

(1)考虑了机架自身的刚度、强度及稳定性，保证水声换能器在数据测量时，每对水声换能器的声中心距离精度控制在误差范围之内。

(2)保证了声学机架固定的稳定性并保证仪器本身和烟囱体的安全性。

(3)材料选择上综合考虑了深海的压强、洋流、PH、盐碱度等特殊环境对声学机架所造成的多种影响。

(4)声学机架的设计遵循了简便、从轻的设计原则，保证水下机械臂操作简便。