[发明专利]控压式水中声学散射体目标强度测定装置及方法

说明书

本发明型提供一种控压式水中声学散射体目标强度测定装置及方法，装置包括一声速测定装置、一数据处理器和一密度测定装置；所述声速测定装置包括一声速测定容器、一压力泵、一第一换能器、一第二换能器、一信号发生器和一信号采集器；所述压力泵、所述换能器连接于所述声速测定容器，所述信号发生器连接所述第一换能器，所述信号采集器连接所述第二换能器和所述数据处理器。本发明型的一种控压式水中声学散射体目标强度测定装置及方法，装置简单、便携、适用性更广，可实现对水下实际压力的模拟，以获得更加真实的目标强度值，提高资源评估精度。

技术领域

本发明型涉及海洋生物资源声学领域，尤其涉及一种控压式水中声学散射体目标强度测定装置及方法。

背景技术

声学技术已经广泛应用于海洋生物的资源调查中，其中目标强度对声学调查中的物种判别和资源评估结果影响重大。由于一些小型水生生物如浮游动物的形状复杂且尺寸较小，因此直接测量它们的目标强度是不切实际的，需要借助目标散射体与水体介质的声速对比数和密度对比数来间接计算其目标强度。因此需要对目标散射体的声速值进行测定。现有的声速测定装置仅能测得正常大气压下的生物声速值，无法模拟其在海水中的实际压强环境，所测得值与水下真实值有所偏差，从而造成最终得到的目标强度值不准确。

现有声速测定装置，将声速测定装置置于压力容器内，其主要分为两个部分：声学室和压力容器，核心组件是声学室。在垂直于动物室轴线的方向上，用两张薄橡胶片将水生生物限制在动物室内。在动物室的顶部和底部各有一可密封的螺纹孔用于放取动物。在声学室的两侧各安装了一个换能器。所有电线都是防水的，并且通过安装在压力容器上的连接器进行外部连接。声学室室壁上的孔用于释放在将腔室放入实验设备和压力容器期间可能产生的任何气泡。通过进气阀和通气阀进出空气，从而改变装置内的压强。如此通过一系列算法得到所测定声学散射体与水体介质的声速对比数。将声速对比数与通过密度测定装置得到的密度对比数相结合，计算出目标强度值。

现有技术缺点：

1、结构复杂，压力装置和声速测量装置彼此独立，操作繁琐、便携性较差。

2、动物室容量较小，可放入生物数量有限，且不适用于南极磷虾等体积较大的生物。

3、动物室两侧的橡胶片对声速传播产生影响，会造成最终的结果有所偏差。

4、观察窗口较小，无法直观看到腔室内情况。

5、需额外制作压力容器，增加了制作成本。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明型提供一种控压式水中声学散射体目标强度测定装置及方法，装置简单、便携、适用性更广，可实现对水下实际压力的模拟，以获得更加真实的目标强度值，提高资源评估精度。

为了实现上述目的，本发明型提供一种控压式水中声学散射体目标强度测定装置，包括一声速测定装置、一数据处理器和一密度测定装置；所述声速测定装置包括一声速测定容器、一压力泵、一第一换能器、一第二换能器、一信号发生器和一信号采集器；所述压力泵、所述换能器连接于所述声速测定容器，所述信号发生器连接所述第一换能器，所述信号采集器连接所述第二换能器和所述数据处理器。

优选地，所述声速测定容器采用透明亚力克材料制成且内部形成一倒T形管道，所述倒T形管道包括一水平管道和一竖直管道，所述竖直管道的底部连通所述水平管道的中部顶面；所述竖直管道沿竖直方向形成刻度线，所述竖直管道的顶部连接有一容器口；所述容器口可打开并连通所述压力泵；所述水平管道的两端分别连接所述第一换能器和所述第二换能器。

优选地，所述容器口与所述声速测定容器之间设置有一橡胶圈；所述容器口形成一连接孔，所述压力泵通过橡胶管道和所述连接孔与所述竖直管道连通。

优选地，所述容器口采用不锈钢材质。

优选地，所述声速测定容器的底部连接有一不锈钢底座。