[发明专利]一种基于多频背向散射原理的超声悬移质测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于多频背向散射原理的超声悬移质测量系统，其特征在于：包括超声含沙量测量探头、信号采集传输系统、用户端，所述超声含沙量测量探头承担信号接收和发射作用，包括4个不同发射频率的单频超声探头，用内聚式组装，单个单频超声探头轴线与中轴线的夹角为30°；所述单频超声探头包括超声整流块、发射晶片、接收晶片，由不锈钢外壳封装成为一体，发射晶片和接收晶片均采用压电复合材料制成；所述信号采集传输系统包括采集盒、数据传输设备和电源，采集盒分别连接超声探头和数据传输设备，电源为采集盒、数据传输设备提供工作电源；数据传输设备与用户端连接；所述单频超声探头中各个部件的位置从探头最前端开始，按照超声整流块、接收晶片和发射晶片的顺序依次布置，超声整流块位于探头最前端，利用自身声阻抗特性缩短回波到接收晶片的距离，接收晶片为环状，紧贴整流块设置，发射晶片与接收晶片不在同一平面，发射晶片位于超声含沙量测量探头最深处，与单频超声探头的轴线垂直。

2.如权利要求1所述的基于多频背向散射原理的超声悬移质测量系统，其特征在于：所述数据传输设备为路由器。

3.一种基于多频背向散射原理的超声悬移质测量方法，其特征在于采用权利要求1-2中任一项所述系统进行，所述方法包括如下步骤：

步骤一、将超声含沙量测量探头伸入待测水体中，采集盒的两个端口分别连接超声探头和路由器，路由器的两个端口分别连接采集盒和用户端，采集盒与路由器共用一个电源；

步骤二、待电路接通之后，打开用户端上相应的软件，调节参数直到界面上出现清晰正常的回波，进行数据采集和浓度计算；

步骤三、改变超声含沙量测量探头在水中的位置，重复上述步骤，以进行不同点的浓度测量；

步骤四、利用超声探测原理，对分布很宽的泥沙级配设计多个不同频率的超声含沙量测量探头，根据超声回波信号各频段能量的变化解译分析，得出悬移质泥沙的级配。

4.如权利要求3所述的基于多频背向散射原理的超声悬移质测量方法，其特征在于：步骤四中，同一超声含沙量测量探头设置不同的灵敏度即可测量不同级别的含沙量。