專利名稱：測深儀聲速校正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種測深儀聲速校正器，更具體地說，尤其涉及ー種對待測環(huán)境的水中聲速進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定的測深儀聲速校正器。
背景技術(shù)：
長期以來，黃河下游河道觀測和水文測驗(yàn)中，水深測量一直是人工打深，測深工具主要是測深桿和測深錘。測深桿一般由木、竹、玻璃鋼等材質(zhì)加工，在桿上分劃刻度。根據(jù)不同需要測深桿可有多種長度規(guī)格，黃河下游各勘測局和水文站使用的測深桿最長一般為Sm。測深錘為鉛制，鉛錘上固定有伸縮性較小的測繩，每半米固定一彩色布條，半米和整米布條用不同顔色區(qū)分。當(dāng)水深超過一定的深度，無法使用測深桿測量時(shí)即采用測深錘測深。測點(diǎn)定位方法主要是采用六分儀交會(huì)法。 傳統(tǒng)測深方法的測量精度受客觀因素影響很大，特別是在風(fēng)浪和流速較大的條件下，容易造成讀數(shù)不準(zhǔn)和測深桿、測深錘測繩的不垂直讀數(shù)問題；當(dāng)水深和流速較大時(shí)，受水流影響，測深桿和測深錘測繩容易彎曲，會(huì)造成測得的水深偏大。此外，傳統(tǒng)測深方法還可能包括人為因素造成的其他誤差。為了實(shí)現(xiàn)水深測量的數(shù)字化，可采用市場上的單頻數(shù)字測深儀或雙頻數(shù)字測深儀，數(shù)字測深儀通過水上導(dǎo)航軟件與GPS連接，可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、自動(dòng)記錄任一測點(diǎn)的水深及相應(yīng)坐標(biāo)，避免了傳統(tǒng)測深方法在人工操作、讀數(shù)、記載、計(jì)算等環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，大大提高了水道測量的精度、工作效率和數(shù)字化程度。經(jīng)大量對比測量分析，數(shù)字測深儀在小于
29AgZm3含沙量的水體中，可以達(dá)
到儀器的標(biāo)稱測深精度，能滿足黃河河道測量規(guī)范和河段沖淤計(jì)算的精度要求。測深儀的聲波信號在水中的傳播速度一般在1400 1550m/s之間，聲速是隨水的密度、鹽度和溫度的不同而變化的。由于海水密度大、鹽度高，海水中的聲速大于淡水。一般情況下，測深儀制造商在出廠隨機(jī)資料中都提供了一份回聲測深儀在不同溫度和鹽度的水下聲速對照表，以便實(shí)時(shí)標(biāo)定；但同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)該數(shù)據(jù)僅作為用戶設(shè)置水深的參考，用戶還需要用其他方法來校準(zhǔn)測深儀。因此，在實(shí)際測量中，不能僅靠“測量一下水溫和鹽度，輸入一個(gè)在表中查算的對應(yīng)聲速”的辦法來得到一個(gè)準(zhǔn)確的水深，一般還要結(jié)合使用測深桿的測深數(shù)值來校準(zhǔn)測深儀。一般通用做法是將測船錨定在流速較小、水深2 3m且河底較平緩的水域，保持測船穩(wěn)定。啟動(dòng)導(dǎo)航測深軟件進(jìn)行測深，同時(shí)使用測深桿進(jìn)行人工打深。然后，將兩種測深結(jié)果相比較，如果超限，則要檢查、調(diào)整測深儀的吃水、聲速等設(shè)置。這種方法存在的主要問題有一是由于人工測深受環(huán)境、人為因素影響較大，存在一定誤差，用其校正測深儀難以保證測量精度。ニ是人工測深與測深儀測深位置不能保證相同，而河底一般變化較大，很難找到平坦地形，因此帶來一定誤差。因此，亟需研制ー種適用于各種水域，不受水深變化、風(fēng)浪、人為等因素影響，可保證比測位置相同、數(shù)值準(zhǔn)確的方法，以保證測深儀設(shè)置正確、測深精確。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了一種對待測環(huán)境的聲速進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定的測深儀聲速校正器。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，測深儀包括產(chǎn)生聲波的換能器以及固定換能器用的換能器支架，其特別之處在于所述校正器包括設(shè)置于換能器正下方的反射板和與反射板相固定的連接桿，連接桿與換能器支架通過至少兩個(gè)固定桿相連接；所述連接桿上設(shè)
置有刻度值。換能器用于產(chǎn)生聲波，并根據(jù)聲波反射回來經(jīng)歷的時(shí)間間隔，計(jì)算出水深。反射板用于反射聲波，連接桿與換能器支架通過固定桿相連接，保證了換能器與反射板之間具有穩(wěn)定的位置關(guān)系，便于對現(xiàn)場作業(yè)條件下的聲速進(jìn)行校正。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，所述反射板上設(shè)置有安裝孔，連接桿的下端設(shè)置有與安裝孔相配合的螺桿部，螺桿部上設(shè)置有固定反射板用的墊圈和固定螺母。連接桿與反射板通過安裝孔與螺桿部的配合，可實(shí)現(xiàn)有效的連接，并通過墊圈、固定螺母進(jìn)行固定。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，所述反射板上設(shè)置有多個(gè)減阻孔。在測深校正和作業(yè)的過程中，一般是在流水的環(huán)境下作業(yè)，設(shè)置減阻孔有利于減小阻力，方便校正和測量。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，所述反射板為直徑為320mm的圓形；反射板上的減阻孔分為內(nèi)圈減阻孔和外圈減阻孔，所述內(nèi)圈減阻孔為距離反射板中心為55mm、半徑為25mm的均勻分布的5個(gè)圓形孔,外圈減阻孔為距離反射板中心為115mm、半徑為25mm的均勻分布的10個(gè)圓形孔。減阻孔在反射板上采用這種分布形式，既能將換能器發(fā)出的聲波有效地反射回去，也有效地減小在流水環(huán)境下受到的阻力。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，還包括用于加長連接桿長度的多個(gè)加長桿；連接桿、加長桿的頂部均設(shè)置有螺孔，加長桿的底部設(shè)置有與螺孔相配合的螺桿部。如果測量環(huán)境的水深較大，會(huì)造成連接桿淹沒；設(shè)置加長桿，采用多節(jié)相連接的形式，可使整個(gè)聲速測深儀滿足水位多變的測量環(huán)境。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，所述固定桿的兩端設(shè)置有分別與連接桿、換能器支架相固定的左卡頭和右卡頭。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，所述左卡頭和右卡頭均有固定弧形部、活動(dòng)弧形部和起連接作用的兩連接螺栓組成。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的校正器通過設(shè)置反射聲波的反射板、與反射板相固定的設(shè)置有刻度值的連接桿，并將連接桿與換能器支架相固定；在校正的過程中，通過人工標(biāo)定已知距離，可有效地實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境下水中聲速的標(biāo)定，使得水深測量更加準(zhǔn)確。本實(shí)用新型具有實(shí)用性強(qiáng)、易于加工、安裝和操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，具有很好的推廣價(jià)值和良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[0019]圖I為本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中反射板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型中連接桿、加長桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型中固定桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1反射板，2連接桿，3減阻孔，4換能器支架，5換能器，6固定桿，7測量電纜，8安裝孔，9加長桿，10墊圈，11固定螺母，12左卡頭，13右卡頭，14固定弧形部，15活動(dòng)弧形部，16連接螺栓。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明。 如圖I所示，給出了本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括反射板I、連接桿2、減阻孔3、換能器支架4、換能器5、固定桿6、測量電纜7 ;測深儀包括用于發(fā)出聲波并進(jìn)行深度計(jì)算的換能器5、用于固定換能器5的換能器支架4。所示的發(fā)射板I整體為圓形，其上設(shè)置有多個(gè)減阻孔3，用于減小反射板I在流水中受到的阻力。連接桿2與與反射板I相固定，連接桿2上設(shè)置有標(biāo)定水深的刻度值。連接桿2通過兩個(gè)固定桿6與換能器支架4相連接，這樣就使得連接桿2與換能器支架4處于相對固定的位置，同時(shí)反射板I與換能器也就處于相對固定的位置；換能器支架4上的測量電纜7用于輸入、輸出測量和控制信號。在使用的過程中，如果人工設(shè)定換能器5底部與反射板I相距已知距離，通過讀出測深儀給出的距離，并進(jìn)行聲速的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境下水中聲速的準(zhǔn)確標(biāo)定，便于測量出準(zhǔn)確的水深數(shù)據(jù)。尤其是對于水的密度、鹽度、溫度隨時(shí)間變化較大的環(huán)境下測量，例如黃河水文測驗(yàn)和河道觀測。圖2給出了反射板I的結(jié)構(gòu)示意圖，反射板I整體上為圓形，其突出部分上設(shè)置有安裝孔8，以便實(shí)現(xiàn)與連接桿2的固定連接。圖3給出了連接桿2、加長桿9的結(jié)構(gòu)示意圖，連接板2的下部設(shè)置有與安裝孔8相配合的螺桿部；連接板2上的螺桿部貫穿于安裝孔8之后，再通過墊圈10和固定螺母11與螺桿部的配合，可有效實(shí)現(xiàn)反射板I與連接桿2的固定。在單個(gè)連接桿2長度不夠的情況下，可采用ー個(gè)或多個(gè)加長桿9與連接桿2相配合；為了便于加長桿9與連接桿2之間、兩個(gè)加長桿9之間的連接，連接桿2、加長桿9的頂部均設(shè)置有螺孔，加長桿9的底部設(shè)置有與螺孔相配合的螺桿部。反射板I上的減阻孔3可采用以下布局形式反射板I的直徑可以設(shè)置為320mm的圓形；反射板I上的減阻孔3分為內(nèi)圈減阻孔和外圈減阻孔，內(nèi)圈減阻孔為距離反射板中心為55mm、半徑為25mm的均勻分布的5個(gè)圓形孔,外圈減阻孔為距離反射板中心為115mm、半徑為25mm的均勻分布的10個(gè)圓形孔。減阻孔在反射板上采用這種分布形式，既能將換能器發(fā)出的聲波有效地反射回去，也有效地減小在流水環(huán)境下受到的阻力。如圖4所示，給出了固定桿6的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括左卡頭12、右卡頭13、固定弧形部14、活動(dòng)弧形部15和連接螺栓16 ;左卡頭12和右卡頭13分別與連接桿2和換能器支架4相配合，且均由固定弧形部14、活動(dòng)弧形部15和連接螺栓16組成。在使用的過程中，通過擰動(dòng)連接螺栓16，可有效地實(shí)現(xiàn)連接桿2與換能器支架4的有效固定連接。[0031]本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器的使用方法(I)首先,通過固定桿6將連接桿2與換能器支架4相連接,保證連接桿2與換能器支架4相平行，并使換能器5與反射板I垂直對正。(2)然后，根據(jù)校正器連接桿2上的刻度，將反射板I固定在換能器5正下方lm、2m或其他特定位置處。(3)最后，打開測深儀測深，同時(shí)調(diào)整聲速，直至測深儀顯示的測深值與反射板I位置設(shè)定值相等為止。此時(shí)，測深儀聲速設(shè)定及水深校準(zhǔn)工作全部完成，即可開始正式水深測量。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器應(yīng)用后，解決了傳統(tǒng)人工校正方法因受客觀因素 影響較大容易造成系統(tǒng)誤差的弊端，且由于易于加工、安裝和操作，成本適中，受到測量人員的普遍歡迎。解決了傳統(tǒng)人工校正方法因受客觀因素影響較大容易造成系統(tǒng)誤差的問題，改變了在測深儀應(yīng)用上用落后測量方法校測先進(jìn)測量技術(shù)的做法。其是ー種科學(xué)的、能夠準(zhǔn)確把握和隨時(shí)驗(yàn)正的校測方法，而且不受風(fēng)浪、水域、人為等客觀因素影響，確保測量精度。本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，具有實(shí)用性強(qiáng)，易于加工、安裝和操作，具有很好的推廣價(jià)值和良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求1.一種測深儀聲速校正器，測深儀包括產(chǎn)生聲波的換能器(5)以及固定換能器用的換能器支架(4)，其特征在干所述校正器包括設(shè)置于換能器正下方的反射板(I)和與反射板相固定的連接桿(2)，連接桿與換能器支架(4)通過至少兩個(gè)固定桿(6)相連接；所述連接桿(2)上設(shè)置有刻度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測深儀聲速校正器，其特征在于所述反射板(I)上設(shè)置有安裝孔(8)，連接桿(2)的下端設(shè)置有與安裝孔相配合的螺桿部，螺桿部上設(shè)置有固定反射板用的墊圈(10)和固定螺母(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的測深儀聲速校正器，其特征在于所述反射板(I)上設(shè)置有多個(gè)減阻孔(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測深儀聲速校正器，其特征在于所述反射板(I)為直徑為320mm的圓形；反射板上的減阻孔(3)分為內(nèi)圈減阻孔和外圈減阻孔，所述內(nèi)圈減阻孔為距離反射板中心為55mm、半徑為25mm的均勻分布的5個(gè)圓形孔,外圈減阻孔為距離反射板中心為115mm、半徑為25mm的均勻分布的10個(gè)圓形孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的測深儀聲速校正器，其特征在于還包括用于加長連接桿(2 )長度的多個(gè)加長桿(9 );連接桿、加長桿的頂部均設(shè)置有螺孔，加長桿的底部設(shè)置有與螺孔相配合的螺桿部。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的測深儀聲速校正器，其特征在于所述固定桿(6)的兩端設(shè)置有分別與連接桿(2)、換能器支架(4)相固定的左卡頭(12)和右卡頭(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測深儀聲速校正器，其特征在于所述左卡頭(12)和右卡頭(13)均有固定弧形部(14)、活動(dòng)弧形部(15)和起連接作用的兩連接螺栓(16)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的測深儀聲速校正器，其特征在于所述反射板(1)為不銹鋼材質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型的測深儀聲速校正器，測深儀包括產(chǎn)生聲波的換能器以及固定換能器用的換能器支架，其特征在于所述校正器包括設(shè)置于換能器正下方的反射板和與反射板相固定的連接桿，連接桿與換能器支架通過至少兩個(gè)固定桿相連接；所述連接桿上設(shè)置有刻度值。為了減小反射板在流水中的阻力，其上可設(shè)置多個(gè)減阻孔。本實(shí)用新型通過設(shè)置反射板、設(shè)有刻度值的連接桿，并將連接桿與換能器支架相固定；可有效地實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境下水中聲速的標(biāo)定，使得水深測量更加準(zhǔn)確。本實(shí)用新型具有實(shí)用性強(qiáng)、易于加工、安裝和操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，具有很好的推廣價(jià)值和良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號G01C25/00GK202661083SQ20122034617
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者楊鳳棟, 董學(xué)剛, 扈仕娥, 劉巧元, 王學(xué)金 申請人:黃河水利委員會(huì)山東水文水資源局