[实用新型]一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置，尤其适用于采用回声探测仪器，测量鱼类在不同游泳姿态的声学目标强度。

背景技术

回声探测仪的换能器发射的声波在水中传播，当遇到目标物体时，由于物体的声阻抗率与水介质的不同，该物体会对入射声波产生散射作用，部分反向散射至换能器，被换能器接收，即所谓的回声信号。根据声波发射后收到目标回声的间隔时间，可测得目标所处的深度，对回声信号强弱和结构分析，可估算出目标强度，目标数量及空间分布等。对于单个目标来说，目标的反射截面积的大小及其材质决定了目标强度。

鱼类声学目标强度是一个度量鱼体声波反射性能的参数，其物理意义与反射系数较为接近。鱼类声学目标强度的定义是在距离目标鱼的声学中心1m处，目标鱼反射回来的声强与同一方向上入射声强之比，并将其比值取以十为底的对数后再乘以10，一般以“分贝”为单位。

鱼类的目标强度与鱼的种类、鱼体的散射截面积、鱼体内是否有鳔、鱼体距离换能器的距离、及外部入射声波的频率有关。值得注意的是，鱼体的散射截面积则取决于鱼的体长、体重、鱼体倾斜度、声波的入射角等因素，因此，测定一条鱼的目标强度，需要分别控制多个不同的参数，进行多次实验。

综上所述，实验背景对该装置的要求是：能牢固的固定鱼体、可调 节实验鱼所在的深度位置、可改变鱼体的倾斜度、能够在水中保持平衡、实验装置本身基本不产生回声强度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置，适用于在鱼类声学目标强度测量实验中方便的固定鱼体、控制鱼体的深度位置及倾斜角度。

本实用新型的技术方案如下，一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置，包括主支架、副支架、杠杆、细绳、固鱼架、指针、刻度盘等。其中，主支架为L型结构，其下端的横杆上钻有螺栓孔，换能器通过螺栓固定在横杆上。由于换能器的质量较大，所以焊接了一根加强肋，其连接着主支架竖杆的下部，及横杆的外端。另外，为了方便的将本实用新型固定在实验场地，L型主支架的竖杆沿轴向设置有数个嵌绳槽。

副支架为刚性支撑杆，其下端通过螺栓固定在横杆的中点处，其上端设置有杠杆的转动支点，杠杆的中点与转动支点铰接，且杠杆的两端分别系有等长细绳，细绳的末端都系在固鱼架的薄钢片上。

固鱼架的薄钢片与杠杆等长，且薄钢片的中部设有平行于细绳的两长两短四根钢针。钢针分为左右两组，每组一长一短，且都具有锋利针头，适用于不同大小的实验鱼。做实验时，避开鱼鳔，将实验鱼插在钢针上，并保持鱼的头尾方向薄钢板平行。

杠杆靠近主支架的一侧端部设有指针，其与主支架在一个平面上相交，且指示着主支架上的刻度盘。因杠杆、张紧的两根细绳、和固鱼架组成一个平行四边形机构，所以当细绳在重锤的作用下绷紧时，转动杠杆，指针在刻度盘上可以指示出杠杆的倾角，即细绳的下方固鱼架的倾 角，相当于指示的是插在钢针上的鱼体的倾角，其角度值可由刻度盘读出。

固鱼架的薄钢片，厚约2毫米，并有足够大的刚性。重锤为小截面长柱形，截面积小于1平方厘米。连接器也是刚度足够大的钢质薄片，其两端都钻有一个销钉孔。

薄钢片两端各与一个连接器通过销钉连接，连接器的下端分别与重锤通过销钉连接。由于细绳是柔性体，钢针被插上实验鱼后，薄钢片容易翻覆，所以利用其两边铰接的连接器和重锤，对钢片进行限位。其原理为：重锤为长柱形，无论钢针上的鱼体重心在薄钢片的哪一侧，只要实验鱼的质量小于两个重锤的质量，重锤始终都会保持自身垂直，且同时产生与使薄钢片的翻覆力矩大小相等方向相反的力矩，使其不侧翻。

本实用新型的有益效果是：提供了一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置，能够固定回声探测仪的换能器、固定实验鱼；利用收缩自如的细绳可以实现所需深度的测量；利用平行四边形机构，在水面上就能方便地控制水下实验鱼的倾角；实验装置稳固可靠，且在换能器照射以下的部分都采用小截面材料，避免实验器材本身对实验结果的干扰。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

具体实施例

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置，做鱼类声学目标强度测试实验时，先将回声探测仪的换能器2通过螺栓固定在L型主支架1的横杆102上。连接实验设备所有的连接处，并拧紧接口处，将固鱼架 6及其连接器10、重锤7、放在岸上，握住L型主支架的竖杆101，将换能器2缓缓放入水中，用绳索嵌在嵌绳槽104中，绑在任何能固定实验装置的东西上，如护栏、锚桩等。