[发明专利]一种基于声学原理的海洋地质勘查参数测量装置

说明书

本发明公开了一种基于声学原理的海洋地质勘查参数测量装置，该装置包括接收换能组件：至少一组发射换能组件，每组所述发射换能组件均包括由若干参量发射换能器呈一定间隔有序排列形成的参量发射换能器阵列以及由若干Chirp发射换能器呈一定间隔有序排列形成的Chirp发射换能器阵列。该测量装置结构简单合理，安装使用方便。将参量阵列技术和Chirp技术相结合，利用参量阵列浅地层剖面仪在高脉冲发射速率、大波束角、高主频参数特点，提高水平分辨率和垂直分辨率；利用Chirp型浅地层剖面仪低频特点，提高地层的探测深度。同时具有勘测深度较深、分辨率高、作业效率高、自动生成三维可视化海洋地层剖面图、应用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及水下地层检测技术领域，特别是涉及一种基于声学原理的海洋地质勘查参数测量装置。

背景技术

随着水底工程的不断发展，对于水底地层的测量，要求就越来越迫切。准确地测量水底地层,可以大大减少工程钻的数量,加速工程的进展。现有技术中，基于声学原理的浅地层剖面测量技术在海洋地质勘查中应用广泛。浅地层剖面仪向地层发射声波脉冲，声波脉冲到达海底后一部分声波经过海底表面反射、折射，另外一部分透射进地层深处，回波陆续返回被换能器接收，通过数据的处理反映海底浅地层构造。

浅地层剖面仪的分辨率通常是指其垂直分辨率，其与反射信号脉冲宽度有关，通常可以表示为：

垂直分辨率＝1/2×CT ⑴

式中：C为声速；T为脉冲宽度。

如公式⑴所示，浅地层剖面仪的最小垂直分辨率为1/2×CT，即小于1/2×CT的相邻目标就无法分辨。由于信号脉冲的前沿触及上一界面后的反射回波与脉冲后延触及下一界面后的反射回波的最小间隔为1/2×CT，如果上一界面和下一界面的间距小于1/2×CT，从理论上来说，浅地层剖面仪就无法分辨率两个界面。

由公式⑴可知，垂直分辨率与发射脉宽有关，即信号脉宽越窄，才能得到越高的分辨率。但是发射功率和脉宽也有相关性，需要较大的发射功率才能发射较宽脉冲信号，发射功率越低，发射信号脉宽越窄。而发射功率又和穿透能力有关，发射功率越大，浅地层剖面仪穿透能力就越强；反之发射功率越小，穿透能力也就越弱。由以上分析可知，现有技术中的浅地层剖面仪的分辨率和穿透能力是相互矛盾的。

综上，如何提供一种既具有高分辨率又可以提高底层的探测深度的设备，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种基于声学原理的海洋地质勘查参数测量装置。

本发明提供了如下方案：

一种基于声学原理的海洋地质勘查参数测量装置，包括：

接收换能组件：

至少一组发射换能组件，每组所述发射换能组件均包括由若干参量发射换能器呈一定间隔有序排列形成的参量发射换能器阵列以及由若干Chirp发射换能器呈一定间隔有序排列形成的Chirp发射换能器阵列。

优选地：还包括呈十字交叉结构的框架，所述发射换能组件为两组且一一对应的与所述框架包含的两杆体相连。

优选地：两组所述发射换能组件各自包含的所述参量发射换能器阵列以及所述Chirp发射换能器阵列交叉且垂直布置。

优选地：所述接收换能组件位于所述框架中部且与所述框架相连。

优选地：还包括支撑架，所述支撑架的一端用于实现与水底底面相连，所述支撑架的另一端与所述框架可旋转相连。

优选地：所述支撑架的另一端通过旋转驱动组件与所述框架相连，所述旋转驱动组件用于根据预设的旋转参数驱动所述框架规律性旋转。

优选地：所述旋转驱动组件包括伺服电机。