[实用新型]一种声学底质与水柱测试系统

说明书

本实用新型公开一种声学底质与水柱测试系统，包括底质分类声学水槽和移动声学测试平台。底质分类声学水槽包括槽体、底质传送带、底质进出窗口、气泡注入管和导轨；槽体为双层结构，顶部设有入水口，底部设有出水口，两侧设有底质进出窗口；底质传送带横卧在槽体下部；导轨安装在槽体顶部；气泡注入管从槽体顶部伸入到槽体内部。移动声学测试平台包括移动声学测试吊车、可伸缩声学仪器安装杆、控制终端；吊车安置在导轨之上，吊车主梁中部焊接有仪器安装杆，使用电缆与控制终端连接。本实用新型改进了传统声学水槽，使其可应用于声学底质与水柱测试，可在海洋测绘与海洋工程中广泛应用。

技术领域

本发明属于海洋调查与海底探测技术领域，具体是指一种声学底质与水柱测试系统。

背景技术

海底底质类型是一种重要的海洋环境参数，底质类型的分布对海洋科学研究、海洋工程以及国防建设等具有重要的科学与实际意义。传统的地质取样方式在分析底质特征、确定底质类型时存在设备笨重，工作费时、费力等不足；且传统取样通常按一定网格离散取样（常大于5km），通过资料内插与外延来了解区域内海底底质特性，取样网格间的底质类型可靠性无法验证。随着海洋资源开发活动的大规模开展，迫切要求更新、更快的方法对海区底质类型及其分布情况有全面、系统的掌握。

由于不同类型的海底底质其反射散射声波的能力不同，从而可以以声强测量信息为特征，进行声学底质分类。利用声强数据，并结合一定的传统地质取样进行底质分类，为海底底质分布提供了一种快速而有效的探测方法。声学底质分类相比于传统地质取样方法具有快速、全覆盖、高采样率、高效率和低成本等优点。

分析声强与声波入射角、底质平均粒度等因素之间的统计关系，构建底质类型与回波特征曲线关系，建立底质声学关系模型，获取声强与底质类型之间的改正参数，将这一改正结果应用到底质分类中，可有效提高底质分类精度。因此，通过约束或给定研究条件（水深、频率、底质类型等），精细化分析声强是海底底质分类技术发展的必经过程，建立底质声学关系模型是进行声学底质分类的关键。

国内外研究人员在声学底质分类方面做了大量有益的工作，但存在分类精度不高、分类级别不多等问题。且当前的研究较少关注声强与底质类型特征之间的关系模型建立技术，而这一模型的构建是声学底质分类的核心内容以及提高分类精度的关键。通过实验室水槽试验，研究不同底质类型条件下，声波信号频率与回波反射散射强度之间的变化规律，详细系统地寻求海底反向散射强度与底质类型特征之间的关系，揭示不同海底底质对声波信号频率变化的统计相关性以建立底质声学关系模型，是开展反向散射强度数据底质类型分类理论依据的理想方法。而底质分类声学水槽及实验方法鲜有报道。

声学水柱信息携带了从换能器到海底的完整声学信号，为水中目标（包括气体和固体）受声照射后的反向散射成像。声学水柱探测技术可广泛应用于水下目标物（水雷、潜艇）识别、悬移质输运、气体泄露、海底热液喷口、海洋内波等军事民用领域。由于声学水柱探测尚是一种新的探测手段，目前对其的研究还较少，且缺乏对声学水柱信息和声学散射模型关系的研究。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种声学底质与水柱测试系统。改进了传统声学水槽并将其应用于声学底质分类和声学水柱信息研究。

本发明通过下述技术方案得以实现：

一种声学底质与水柱测试系统，它包括底质分类声学水槽和移动声学测试平台；底质分类声学水槽包括槽体、底质传送带、底质进出窗口、气泡注入管和导轨，移动声学测试平台包括移动声学测试吊车、可伸缩声学仪器安装杆和控制终端；槽体的顶部设有入水口，底部设有出水口；底质传送带安装在槽体的下部，可开关的底质进出窗口位于槽体两侧，方便放置和回收测试底质；导轨安装在槽体顶部；气泡注入管从槽体顶部伸入到槽体内部。

作为优选，槽体由8mm钢板和15mm聚氯乙烯塑料双层结构焊接而成，以达到足够的消声作用。