[发明专利]海底热液口高精度声波飞渡时间测量系统

摘要

本发明公开了一种海底热液口高精度声波飞渡时间测量系统。本发明包括水声换能器阵列平面、声波信号发生模块、声源自动切换电路和数据采集系统。水声换能器阵列平面是由若干个水声换能器组成。声波信号发生模块主要是通过信号发生器发射设定的声波信号作为声源信号。声源自动切换电路主要由单片机控制单元、译码模块和驱动模块组成。数据采集系统包括串口通信单元、数据采集与存储单元和数据处理单元。本发明可以克服传统测量的缺点，在高温、腐蚀、多悬浮颗粒的恶劣环境下连续实时测量，提高热液口热通量测量的准确度。

主权项

海底热液口高精度声波飞渡时间测量系统，包括水声换能器阵列平面、声波信号发生模块、声源自动切换电路和数据采集系统，其特征在于：所述的水声换能器阵列平面由若干个水声换能器组成，将若干个水声换能器安装在一个正方形平面支架上，并且均匀分布在正方形平面支架的每条边上；支架中每条边上的水声换能器与支架中另外三条边上的水声换能器两两之间可以形成若干条声波传播路径；所述的声波信号发生模块是通过信号发生器发射设定的声波信号作为声源信号；所述的声源自动切换电路主要由单片机控制单元、译码模块和驱动模块组成；所述的单片机控制单元负责与上位机的通信和译码电路的控制，通过译码电路的高低电平输出调节驱动模块，使对应的水声换能器工作于接收或发射状态；所述的数据采集系统包括串口通信单元、数据采集与存储单元和数据处理单元；数据采集系统作为上位机，通过串口通信单元控制声源自动切换电路，与单片机控制单元中的单片机通讯，发送各类切换指令；数据采集与存储单元将接受水声换能器接收的声波信号采集回来，并经前置通道带通滤波、数模转换后，存储在硬盘指定的文件夹下；数据处理单元是将声源信号与采集回来的声波信号进行时间延迟估计运算，并进行插值处理，得到每一条声波传播路径上的高精度声波飞渡时间测量值；所述的信号发生器和各个水声换能器分别通过水密同轴电缆连接到声源自动切换电路上；所述的声波信号发生模块、声源自动切换电路和数据采集系统均封装于水密耐压舱里，通过水密接插件与外界联系，并由锂电池组供电。