專利名稱：魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種用于魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置，尤其適用于采用回 聲探測儀器，測量魚類在不同游泳姿態(tài)的聲學(xué)目標(biāo)強度。
背景技術(shù)：
[0002]回聲探測儀的換能器發(fā)射的聲波在水中傳播，當(dāng)遇到目標(biāo)物體時，由于物體的聲 阻抗率與水介質(zhì)的不同，該物體會對入射聲波產(chǎn)生散射作用，部分反向散射至換能器，被換 能器接收，即所謂的回聲信號。根據(jù)聲波發(fā)射后收到目標(biāo)回聲的間隔時間，可測得目標(biāo)所處 的深度，對回聲信號強弱和結(jié)構(gòu)分析，可估算出目標(biāo)強度，目標(biāo)數(shù)量及空間分布等。對于單 個目標(biāo)來說，目標(biāo)的反射截面積的大小及其材質(zhì)決定了目標(biāo)強度。[0003]魚類聲學(xué)目標(biāo)強度是一個度量魚體聲波反射性能的參數(shù)，其物理意義與反射系數(shù) 較為接近。魚類聲學(xué)目標(biāo)強度的定義是在距離目標(biāo)魚的聲學(xué)中心Im處，目標(biāo)魚反射回來 的聲強與同一方向上入射聲強之比，并將其比值取以十為底的對數(shù)后再乘以10，一般以“分 貝”為單位。[0004]魚類的目標(biāo)強度與魚的種類、魚體的散射截面積、魚體內(nèi)是否有鰾、魚體距離換能 器的距離、及外部入射聲波的頻率有關(guān)。值得注意的是，魚體的散射截面積則取決于魚的體 長、體重、魚體傾斜度、聲波的入射角等因素，因此，測定一條魚的目標(biāo)強度，需要分別控制 多個不同的參數(shù)，進行多次實驗。[0005]綜上所述，實驗背景對該裝置的要求是能牢固的固定魚體、可調(diào)節(jié)實驗魚所在 的深度位置、可改變魚體的傾斜度、能夠在水中保持平衡、實驗裝置本身基本不產(chǎn)生回聲強度。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實用新型的目的在于提供一種用于魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置，適用于 在魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量實驗中方便的固定魚體、控制魚體的深度位置及傾斜角度。[0007]本實用新型的技術(shù)方案如下，一種魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置，分為主支 架和副支架，其主支架為L型，豎直桿較長，橫桿較短，將其豎直桿綁在橋欄桿等可以固定 的位置，可以固定本實用新型。[0008]換能器通過兩個螺栓固定在主支架的橫梁上。[0009]副支架也是L型支架，豎桿較長，橫梁較短。其豎桿套在設(shè)置在主支架豎直桿上的 套框內(nèi)，并且可在套框內(nèi)沿豎直桿上下移動。實驗時，在副支架的豎桿移動過程中，應(yīng)確保 副支架的橫桿總是位于主支架的橫梁的下方。[0010]副支架的橫桿上固定有方向朝上的豎直支撐桿，豎直支撐桿的上端設(shè)置有下杠桿 的轉(zhuǎn)動支點，下杠桿的中點與轉(zhuǎn)動支點鉸接。[0011]下杠桿的兩端各鉸接有一根傳力桿，兩根傳力桿的材質(zhì)和長度相同。每根傳力桿 的上端分別鉸接在上杠桿的兩端，上杠桿與下杠桿等長。[0012]下杠桿的中段設(shè)置有兩長兩短四根固魚鋼針。鋼針分為左右兩組，每組一長一短， 且都具有鋒利針頭，適用于不同大小的實驗魚。上杠桿、下杠桿及兩根傳力桿都是小截面的剛性桿，它們組成平行四邊形運動機 構(gòu)。副支架的豎桿及主支架的豎直桿上都設(shè)置有螺栓孔，螺栓穿過螺栓孔連接并固定 主支架和副支架。本實用新型的有益效果是提供了一種用于魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置， 能夠固定回聲探測儀的換能器、固定實驗魚；利用能上下移動的副支架實現(xiàn)所需深度的測 量；利用平行四邊形機構(gòu)，在水面上就能方便地控制水下實驗魚的傾角；實驗裝置穩(wěn)固可 靠，且在換能器照射以下的部分都采用小截面材料，避免實驗器材本身對實驗結(jié)果的干擾。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 具體實施例
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。做魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測試實驗時，先將回聲探測儀的換能器2通過螺栓3固定在 L型主支架1的橫桿102上。連接實驗設(shè)備所有的連接處，并擰緊接口處，將副支架4的豎 桿401伸入套框103中，根據(jù)實驗需求的深度，移動豎桿401，并將豎直桿101和豎桿401上 的螺栓孔403對齊，擰入螺栓10，將副支架固定在主支架上。為了穩(wěn)固起見，應(yīng)該至少在兩 對螺栓孔中擰入螺栓。避開實驗魚的魚鰾，將實驗魚插在鋼針9上，具體應(yīng)該占用幾根鋼針，視魚的大小 確定，確保其穩(wěn)固即可。握住L型主支架的豎桿101，將本實用新型緩緩放入水中，以換能器2的下表面沒 入水面之下為準(zhǔn)。通過繩索將豎桿101綁在可以固定本實驗裝置的東西上，如護欄、錨樁 等，確保豎桿101垂直于水面，這樣可以保證換能器的聲波發(fā)射方向垂直于水面。實驗時，轉(zhuǎn)動上杠桿8，調(diào)節(jié)其相對于水平位置的角度，由于平行四邊形運動機構(gòu) 的運動原理，固定在下杠桿上的魚也和上杠桿偏轉(zhuǎn)了一樣的角度。由于實驗?zāi)繕?biāo)需在離換能器發(fā)射表面一定的距離D以外才能被準(zhǔn)確測出其回聲 強度，所以不應(yīng)該將下杠桿6停留在該距離D內(nèi)進行測量實驗。D的具體數(shù)值根據(jù)實驗所用 的換能器而確定。由于換能器發(fā)射的聲波有波束角，其照射范圍是以波束角為錐角的圓錐型空間， 上部的截面范圍較小，深度越大照射的面積越大。為了避免兩側(cè)的傳力桿7側(cè)向截面反射 入射聲波，對實驗造成干擾，應(yīng)盡量使上杠桿8、下杠桿6的長度，超過換能器的聲波在實驗 測量的深度范圍內(nèi)的照射范圍，即盡量保證兩根傳力桿7不出現(xiàn)在入射聲波的照射范圍之 內(nèi)。例如，實驗所使用的換能器的波束角等于7°，實驗的最大測量深度為300cm時，上杠桿 8、下杠桿6的長度L的計算式為L = 2X tan(7 + 2) X300 = 36. 7cm。因此在該實驗中上 杠桿8、下杠桿6的長度L可以定為40cm。本實用新型的實施方式，不僅僅限于以上一種形式。無論魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置的材料、大小如何變化，凡是采用上、下杠桿、兩根傳力桿及用支撐桿支撐下杠 桿的轉(zhuǎn)動支點的聲學(xué)實驗裝置，均落入本實用新型的保護范圍之中。
權(quán)利要求1.一種魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置，L型主支架(1)，分為豎直桿(101)和橫梁 (102)；換能器⑵通過螺栓(3)固定在所述橫梁(102)上；副支架(4)也是L型支架，其 豎桿(401)可以伸入設(shè)置在豎直桿(101)上的套框(103)內(nèi)，并可沿豎直桿(101)上下移 動，其橫桿(402)總是位于主支架的橫梁(102)下方，其特征在于副支架(4)的橫桿(402) 上固定有豎直支撐桿(5)；所述豎直支撐桿(5)上端設(shè)置有下杠桿(6)的轉(zhuǎn)動支點(501)； 所述下杠桿(6)的中點與轉(zhuǎn)動支點(501)鉸接，下杠桿(6)兩端分別鉸接有一根長度相等 的傳力桿(7)，傳力桿(7)的上端分別鉸接在上杠桿⑶的兩端；所述上杠桿⑶與下杠桿 (6)等長，下杠桿的中部設(shè)置有固魚鋼針(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置，其特征在于所述 上杠桿(8)、下杠桿(6)及兩根傳力桿(7)組成平行四邊形運動機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置，其特征在于 所述副支架(4)的豎直桿(401)和主支架(1)的豎桿(101)上設(shè)置有螺栓孔(403)，螺栓 (10)穿過螺栓孔(403)連接主支架(1)和副支架(4)。
專利摘要一種魚類聲學(xué)目標(biāo)強度測量的實驗裝置，L型主支架分為豎直桿和橫梁，換能器通過螺栓固定在橫梁上。副支架也是L型支架，其豎桿可以伸入設(shè)置在豎直桿上的套框內(nèi)，并可沿豎直桿上下移動，其橫桿總是位于主支架的橫梁下方。主、副支架的豎直桿上設(shè)置有螺栓孔，螺栓穿過螺栓孔連接主支架和副支架。副支架的橫桿上固定有豎直支撐桿，其上端設(shè)置有下杠桿的轉(zhuǎn)動支點。下杠桿的中點與轉(zhuǎn)動支點鉸接，下杠桿兩端分別鉸接有一根長度相等的傳力桿。兩根傳力桿的上端分別鉸接在上杠桿的兩端。上杠桿與下杠桿等長，它們與兩根傳力桿組成平行四邊形運動機構(gòu)，且下杠桿的中部設(shè)置有固魚鋼針。
文檔編號G01S7/521GK201819986SQ20102056039
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者劉洪生, 張婧雯, 章守宇, 諸邐瑩, 陳德慧 申請人:上海海洋大學(xué)