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声速仪

作者:汇感百科  阅读:次  类别:中国百科

    测量海水中声波传播速度的仪器,又称声速计。其基本原理是通过测量声波在海水中固定距离内的传播时间来计算声速。主要的工作原理有相位法和环鸣法等。在20世纪前期,采用间接测量法测定海水中的声速,即测量海水的温度、盐度及深度等参数,然后按经验公式计算海水中的声速。到20世纪40年代末才开始研制直接测量声速的仪器,1957年出现了环鸣式声速仪,60年代开始广泛使用声速仪测量海水声速。运用相位法原理的声速仪,因其测量范围比较小,未能广泛应用。现代声速仪多采用环鸣法(即脉冲循环法)原理。

    环鸣式声速仪的探头由换能器及固定在一定距离的反射面组成,测量时置于水中。在电信号激励下,换能器发出起始声脉冲,声波经过水中长度固定的通道到达反射面,再反射回换能器。放大了的接收信号重新激励发射器,触发第二个声脉冲。如此循环,形成一系列脉冲。测出脉冲重复的频率,并对电路的时延进行补偿,则声速等于脉冲重复频率与声程长度的乘积。

    声速仪的测量范围通常为1400~1600米/秒,精确度可达0.1米/秒。脉冲重复频率一般为几千赫到几十千赫,脉冲信号的载频(基频)为3~5兆赫。为减少温度对声程长度的影响,探头的安装结构需要用线膨胀系数小的材料(例如殷钢)制造。

    为了便于舰艇和直升飞机在航行中测量声速在深度?#36739;?#30340;变化(声速垂直分布),有些声速仪使用投弃式(即一次投放后?#25442;?#25910;)探头。探头在水中匀速下沉时,探头内的测量装置测出声速并由细导线将信息传送到仪器。探头的深度可根据下沉时间计算,也可以用深度传感器直接测量。随着探头下沉,X-Y函数记录仪就画出一条声速随深度的变化曲线。

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