[发明专利]一种换能器阵可替换的五波束ADCP

说明书

本发明公开了一种换能器阵可替换的五波束ADCP。包括：电子舱、电子舱端盖、换能器底座、流速测量探头、深度测量探头、温压传感器、温压传感器封盖、姿态传感器组件、水密接插件和水密接插件堵头。相比传统的硫化的ADCP基阵探头，本发明打破了传统非相控ADCP在4个流速测量探头一致性较差时不可替换的局限性。通过筛选和替换探头，本发明可实现各流速测量探头较好的阻抗一致性。并且通过更换探头可提高不同性能、不同频率探头的适装性，大大降低传统ADCP整体硫化的换能器探头设计制造成本和维修成本。第五波束——深度测量探头的应用可为ADCP提供第五垂直波束信息，可为船载走航式测量提供更精准的水深数据，并为系统拓展测湍流和测波浪提供了技术途径。

技术领域

本发明涉及一种换能器阵可替换的五波束ADCP，属于应用声学领域。

背景技术

声学多普勒流速测流仪(Acoustic Doppler Current Profilers，以下简称ADCP)是目前世界上先进的流速流量实时测量设备。利用声学多普勒原理，ADCP向水体发射声脉冲，声脉冲遇到水体中悬浮的且随水体运动的微粒后产生反射波，ADCP接收反射波并记录与发射波之间的频率改变，该频率改变即为多普勒频移，由此计算水流速度。ADCP的工作方式主要有：船载走航式、船载拖曳式、水下自容式和岸基直读式。其中船载走航式ADCP在海洋、湖泊、河流等领域应用广泛，常见的又分为相控阵ADCP和非相控阵ADCP。其中相控阵ADCP较多地应用于低频领域，基阵一般采用整体硫化灌注。常见的国内外非相控阵ADCP一般将4个换能器阵独立灌注硫化到一个基座上，4个换能器阵平面与水平面呈约20多度夹角，波束斜向下朝向四个方向。传统的非相控阵ADCP在灌注硫化4个独立的的换能器阵过程中容易出现4个阵性能不一致，阻抗相差较大的情况，导致ADCP整机的性能指标下降。在生产过程中，由于灌注硫化工艺基本不具有维修性，灌注硫化过程中只要有1个换能器阵性能指标出现不合格，即可导致其余3个换能器阵也无法使用，不仅增加生产制造成本，降低良品率，也造成资源浪费。换能器阵整体灌注硫化至基座的生产制造方式也导致不同频率的换能器阵通用性、适装性较差，若要使用不同频率的非相控阵ADCP，其换能器阵以及硫化基座需重新设计制造。传统非相控阵ADCP在需要测量对底深度信息时，一般将ADCP设置成对地测速模式，通过四个斜向下的波束测量信息换算得到，测量的深度信息精度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种换能器阵可替换的五波束ADCP。四个流速测量探头用于测量水体流速信息，深度测量探头可为ADCP提供第五垂直波束信息，为船载走航式测量提供更精准的水深数据，并为系统拓展测湍流和测波浪提供了技术途径。提前检测和筛选一致性较好的可替换式流速测量探头，有助于提高ADCP整机测流性能。测量探头可替换式设计还能有效降低ADCP整机的设计制造成本和维修成本，并能提高不同频率测量探头的通用性和换装性。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

一种换能器阵可替换的五波束ADCP，其包括电子舱、电子舱端盖、换能器底座、流速测量探头、深度测量探头、温压传感器、温压传感器封盖、姿态传感器组件、水密接插件和水密接插件堵头；

所述的电子舱呈中空柱体，顶部法兰环及底部法兰环上均设有螺钉安装孔；所述的电子舱端盖安装于电子舱的顶部，所述的换能器底座安装于电子舱的底部，且电子舱与电子舱端盖以及电子舱与换能器底座之间均设有用于保证电子舱内部不透水的第一防水密封件；

所述的电子舱端盖外侧固定有水密接插件以及水密接插件堵头，水密接插件内部接线端连通电子舱内腔，外部接线端通过水密接插件堵头密封；电子舱端盖内侧固定安装有姿态传感器组件；

所述的姿态传感器组件包括：姿态传感器、姿态传感器屏蔽盒和姿态传感器屏蔽盖；所述姿态传感器固定于姿态传感器屏蔽盒内部，所述姿态传感器屏蔽盖固定于姿态传感器屏蔽盒顶部，用于屏蔽电磁信号对姿态传感器的干扰；