[发明专利]一种海底沉积物声学特性原位测量换能器

说明书

本发明公开了一种海底沉积物声学特性原位测量换能器，包括承载轴、探杆、贯入锥、水密缆、接线柱、绝缘端子、导线，探杆与贯入锥之间的承载轴上套设有多个压电陶瓷管，压电陶瓷管与承载轴之间形成内油腔，压电陶瓷管与透声密封套形成外油腔，相邻两个压电陶瓷管之间以及端部压电陶瓷管通过固定组件固定，固定组件设有连通内油腔与外油腔的通油孔；透声密封套的首端设有首部密封组件，透声密封套的尾端设有尾部密封组件，首部密封组件与尾部密封组件将外油腔与内油腔密封，且尾部密封组件包括与外油腔连通的注油孔和注油孔密封件；尾部密封组件与贯入锥之间设有定位环。本发明消除了贯入阻力和高静水压力对压电陶瓷管的影响，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及海底探测技术领域，特别是涉及一种海底沉积物声学特性原位测量换能器。

背景技术

海底是水下声场的重要边界，海底沉积物的声速和声衰减系数等声学特性参数对声波在海洋中的传播规律具有重要影响。海底沉积物声学特性调查与研究是军事海洋学和军事地球物理学的重要研究内容，对于国防建设具有重要的意义，而且在海洋工程勘察、海底资源勘探开发以及海底环境监测等领域具有重要的应用价值。

海底沉积物声学特性原位测量是将声学仪器放置海底，直接测量声波在沉积物中的传播特性，这种方法避免了取样和搬运对沉积物造成的扰动，并且周围环境未发生变化，因此，测得的声速和声衰减系数更加准确可靠。

海底原位测量对换能器的要求较高，不仅需要换能器具有耐高静水压力的特点，并且要求换能器在贯入沉积物时避免陶瓷管受到很大的贯入阻力而导致破裂，其次需要消除复杂的海底噪声对换能器声学信号的影响。国外对海底原位测量换能器的研究较早，但没有很好的解决贯入力对压电陶瓷的影响，国内的研究尚处于起步阶段，只是对换能器进行了耐高压的设计。因此，如何解决贯入力对换能器内压电陶瓷管的影响成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种海底沉积物声学特性原位测量换能器，以消除贯入力和高静水压力对换能器内压电陶瓷管的影响，提高换能器的测量精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种海底沉积物声学特性原位测量换能器，包括承载轴，固接于所述承载轴首部的探杆、固接于所述承载轴尾部的贯入锥；所述承载轴的首部设有内空腔，所述内空腔的端口连接有水密缆，所述承载轴还设有若干与所述内空腔连通的通孔，所述通孔内设有接线柱，所述接线柱通过绝缘端子包裹固定于所述通孔内，所述接线柱的两端有导线，所述导线的一端与所述水密缆连接；

所述探杆与所述贯入锥之间的承载轴上套设有多个压电陶瓷管，且所述压电陶瓷管与所述承载轴之间形成内油腔，所述压电陶瓷管外套设有透声密封套，且所述压电陶瓷管与所述透声密封套形成外油腔，相邻两段所述压电陶瓷管之间以及端部压电陶瓷管通过设于所述承载轴上的固定组件固定，所述固定组件设有连通所述内油腔与所述外油腔的通油孔；所述导线的另一端与所述压电陶瓷管电连接；

所述透声密封套的首端设有首部密封组件，所述透声密封套的尾端设有尾部密封组件，所述首部密封组件与所述尾部密封组件将所述外油腔与所述内油腔密封，且所述尾部密封组件包括与所述外油腔连通的注油孔和用于密封所述的注油孔密封件；所述尾部密封组件与所述贯入锥之间设有定位环。

可选的，所述固定组件包括套设于所述承载轴上的金属骨架圈和两套设于所述金属骨架圈上的环氧定位圈；所述金属骨架圈内表面设有若干通油槽，所述金属骨架圈外表面中部设有一环形凸棱，所述金属骨架圈的至少一端面设有穿线槽，且所述穿线槽与所述通油槽的位置相对应；至少有一所述环氧定位圈的一段面设有穿线通油槽，两所述环氧定位圈分别套设于所述环形凸棱的两侧的所述金属骨架圈外表面，且所述穿线通油槽与所述穿线槽与所述通油槽的位置相对应。