[发明专利]一种冰下水深测量方法

说明书

本发明公开了一种冰下水深测量方法，本发明属于水声领域。本发明先通过敲击铅球产生振动信号，首先经过冰表面到达冰层检波器为第一个触发信号，其次信号一部分经冰下表面反射，进入检波器为第二个冰层反射信号，另一部分信号通过冰层下表面的折射到达海水中，经过海底反射和冰层下表面的折射，进入冰层中传播，最后到达冰层检波器为第三个海底反射信号。采回的数据经过分析确定海底界面反射与冰面反射信号的时间间隔，从而根据水中声速来确定水深。与现有凿穿冰层测水深的方法相比，在恶劣的极地环境下，该种方式可以大幅度缩小在室外测量的时间，大量减小了工作人员长时间在室外工作所导致的意外事故率。

技术领域

本发明属于水声领域，具体涉及涉及一种冰下水深测量方法。

背景技术

近些年来,我国海洋相关事业飞速发展,各项水文参数成为发展中不可缺少的因素,其中水下潜器所在深度的测量无论是对海军装备的研制和海洋勘探开发都具有相当大的意义。随着电子技术、传感器技术的发展,人们对水深的实时精确测量要求越来越高。超声波或者压力传感器是水下深度测量的两种方法,前者利用声波的回波技术来测量水深，后者是利用水中的静水压力来对水深进行换算。分别有着各自的优缺点，超声波进行冰下测量具有方向性好、穿透能力强、能量高、灵敏度高、检验速度快、对人体无害等特点，而且可以在不同的媒质中传播。正是超声波的这些特性，使超声波广泛地应用于多个领域的检测和测量。而压力传感器则是利用水压随着水深增加而增加的特点，将压力传感器投入海底，根据传感器返回的压力值计算出海水水深。而冰下水深测量满足水下潜器测深的独立性和隐蔽性的要求。同时获得可靠的冰下水深数据是极地研究活动的一项重要内容，对于保障船舶在极地海域航行安全也有十分重要的意义。

目前，利用超声波或者压力传感器在冰面上来测量测量水深时，两者同样需要凿穿冰层，由于在极地外部环境的恶劣，凿穿冰层测量水深的方法有极大的困难。因此，我们急需一种不要凿穿冰层，就可在冰面上测量水深的方法，达到减小工作人员长时间，降低室外工作所导致的意外事故率。

发明内容

本发明提供了一种冰面上测量水深的方法，可以在恶劣的极地环境下大幅度缩小在室外测量的时间，大量减小了工作人员长时间在室外工作所导致的意外事故率。

本发明的目的是通过以下步骤实现的：

一种冰下水深测量方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一将敲冰装置放在冰面上，在其旁边放置冰层检波器，并与冰面紧密接触；

步骤二抬起摇柄，使带有铅球的长臂从圆盘轨道内顶端落下，敲击冰面后，连接铅球的连杆在下面弹簧的作用下反弹，弹簧及其伸缩板也随之向上拉伸，到达轮盘的缺口时，伸缩板内压缩的弹簧弹出固定卡板，卡住轮盘，以防止铅球在冰面的二次反弹；

步骤三再次敲击时，抬起摇柄的同时带动凸轮转动，凸轮向外推出弹簧拉伸的挡板，将伸缩板内的卡板顶回，伸缩板返回原位，以备下一次使用；

步骤四敲击信号产生后，首先一部分信号经过冰面传播给旁边的冰层检波器作为触发信号，另一部分信号经冰层传播后，由冰层下表面折射进入海水，海底反射后，经过冰层下表面的折射，进入冰层进行传播，到达冰层检波器后被检波器接收；

步骤五敲击一次，检波器接收到时域信号后，进行存储；存储后，经由无线发射模块传至DSP信号处理模块；

步骤六DSP信号处理模块接收到的时域信号应分为三段，第一段为触发信号，第二段为冰层反射的信号，第三段为海底反射的信号；由于冰层反射信号和海底反射的信号同时包含回波在冰中传播的时间，两段时间相减即为信号在水中传播的时间；DSP处理单元计算出第二段和第三段信号的相邻时间间隔，然后由水中声速可以得到水深数据；

步骤七处理器得到水深数据后，将其显示到TFT显示屏。