本发明专利技术公开了一种基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统及装置，涉及海底沉积物测量领域，此系统与上位机连接，上位机输出控制信号；海底沉积物样品放置在样品声学测试平台上；本发明专利技术的信号发射采集单元根据控制信号输出声源信号；位移传感器测量样品的长度数据；多谐振点发射换能器根据声源信号发射对应频率的超声波信号；宽频接收换能器与信号发射采集单元连接，并接收超声波信号穿过海底沉积物样品得到的样品信号；上位机根据信号发射采集单元采集到的不同频率的样品信号和位移传感器测得的样品长度数据得到样品不同频率的声速数据；研究海底沉积物样品的声速频散特性不用更换不同频率的换能器，提高了测试海底沉积物样品的效率。积物样品的效率。积物样品的效率。
【技术实现步骤摘要】
基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统及装置
[0001]本专利技术涉及海底沉积物测量领域，特别是涉及一种基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统及装置。
技术介绍
[0002]海底沉积物的研究在经济建设和国防等领域具有重要的意义。目前海底沉积物的探测主要是以超声波进行声学测量,通过沉积物中的声速和声衰减等声学参数来研究沉积物的物理性质和内部结构特征。
[0003]在实验室进行海底沉积物样品的声速测试时，若要获知海底沉积物样品的声速频散特性，需要更换不同频率的换能器，这大大降低了测试效率。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统及装置，可提高对海底沉积物样品的声速测试效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统，所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统与上位机连接，所述上位机用于输出控制发射不同频率的超声波信号的控制信号；海底沉积物样品放置在样品声学测试平台上；所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统包括：
[0007]位移传感器，与所述上位机连接，且固定在所述样品声学测试平台上，用于测量样品长度数据且发送至所述上位机；
[0008]信号发射采集单元，与所述上位机连接，用于根据所述控制信号输出声源信号；
[0009]多谐振点发射换能器，与所述信号发射采集单元连接，用于根据声源信号发射对应频率的超声波信号；所述多谐振点发射换能器固定在所述样品声学测试平台上；所述超声波信号穿过所述海底沉积物样品得到样品信号；
[0010]宽频接收换能器，与所述信号发射采集单元连接，且固定在所述样品声学测试平台上，用于接收所述样品信号并发送至所述信号发射采集单元；所述信号发射采集单元还用于将采集到的所述样品信号发送至所述上位机，所述上位机用于根据所述样品长度数据和样品信号得到样品声速数据。
[0011]可选地，所述信号发射采集单元包括：
[0012]前置放大器，与所述宽频接收换能器连接，用于放大所述样品信号得到放大后的样品信号；
[0013]模数转换器，与所述前置放大器连接，用于将放大后的样品信号进行模数转换得到数字信号形式的样品信号；
[0014]控制板，与所述模数转换器和所述上位机连接，用于采集所述数字信号形式的样品信号并发送至所述上位机；所述上位机用于根据数字信号形式的样品信号得到所述样品
声速数据；所述控制板还用于根据所述控制信号输出初始信号；
[0015]数模转换器，与所述控制板和多谐振点发射换能器连接，用于根据所述初始信号得到声源信号，并将所述声源信号发送至所述多谐振点发射换能器。
[0016]优选地，所述控制板为FPGA控制板。
[0017]可选地，所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统还包括：
[0018]功率放大器，与所述信号发射采集单元和所述多谐振点发射换能器连接，用于提高声源信号的质量。
[0019]可选地，所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统还包括：
[0020]阻抗匹配，设置在所述功率放大器和所述多谐振点发射换能器之间，用于匹配所述功率放大器与所述多谐振点发射换能器之间的阻抗网络与纯电阻特性。
[0021]优选地，所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统还包括：
[0022]电源模块，与所述信号发射采集单元和功率放大器连接，用于给所述信号发射采集单元和功率放大器供电。
[0023]可选地，所述功率放大器通过两芯功率电缆与所述阻抗匹配连接。
[0024]可选地，所述阻抗匹配通过bnc电缆与所述多谐振点发射换能器连接。
[0025]可选地，所述宽频接收换能器通过bnc电缆与所述信号发射采集单元连接。
[0026]另一方面，为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0027]一种基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试装置，所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试装置包括：
[0028]上述的基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统；
[0029]样品声学测试平台，用于放置海底沉积物样品；且所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统的多谐振点发射换能器及宽频接收换能器固定在样品声学测试平台上；
[0030]上位机，与所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统的信号发射采集单元连接，用于输出控制信号控制所述信号发射采集单元输出声源信号；所述声源信号用于使多谐振点发射换能器发射对应频率的超声波信号，所述超声波信号穿过所述海底沉积物样品得到样品信号；所述上位机根据所述信号发射采集单元采集的样品信号和所述位移传感器测量的样品长度数据得到样品声速数据。
[0031]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0032]本专利技术提供的基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统及装置中所述位移传感器和上位机连接，所述位移传感器测量海底沉积物样品的长度得到样品长度数据；所述信号发射采集单元与上位机连接，所述信号发射采集单元根据上位机输出的控制发射不同频率的超声波信号的控制信号输出声源信号；多谐振点发射换能器与所述信号发射采集单元连接，所述多谐振点发射换能器根据声源信号发射对应频率的超声波信号；所述多谐振点发射换能器固定在样品声学测试平台上；所述超声波信号穿过所述海底沉积物样品得到样品信号；所述宽频接收换能器与所述信号发射采集单元连接，所述宽频接收换能器接收所述样品信号；所述宽频接收换能器固定在所述样品声学测试平台上；进而所述信号发射采集单元采集所述样品信号；所述上位机根据样品信号和样品长度数据得到样品声速数据；研究海底沉积物样品的声速频散特性不用更换不同频率的换能器，提高了测试海底
沉积物样品的效率。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本专利技术基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统的结构示意图。
[0035]符号说明：
[0036]上位机
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1，海底沉积物样品
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2，样品声学测试平台
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3，信号发射采集单元
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4，前置放大器
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41，模数转换器
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42，控制板
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43，数模转换器
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44，多谐振点发射换能器
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5，宽频接收换能器
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6，功率放大器
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7，阻抗匹配
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8，电源模块
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9，位移传感器
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统，其特征在于，所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统与上位机连接，所述上位机用于输出控制发射不同频率的超声波信号的控制信号；海底沉积物样品放置在样品声学测试平台上；所述基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统包括：位移传感器，与所述上位机连接，且固定在所述样品声学测试平台上，用于测量海底沉积物样品的长度得到样品长度数据且发送至所述上位机；信号发射采集单元，与所述上位机连接，用于根据所述控制信号输出声源信号；多谐振点发射换能器，与所述信号发射采集单元连接，用于根据声源信号发射对应频率的超声波信号；所述多谐振点发射换能器固定在所述样品声学测试平台上；所述超声波信号穿过所述海底沉积物样品得到样品信号；宽频接收换能器，与所述信号发射采集单元连接，且固定在所述样品声学测试平台上，用于接收所述样品信号并发送至所述信号发射采集单元；所述信号发射采集单元还用于将采集到的所述样品信号发送至所述上位机，所述上位机用于根据所述样品长度数据和样品信号得到样品声速数据。2.根据权利要求1所述的基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统，其特征在于，所述信号发射采集单元包括：前置放大器，与所述宽频接收换能器连接，用于放大所述样品信号得到放大后的样品信号；模数转换器，与所述前置放大器连接，用于将放大后的样品信号进行模数转换得到数字信号形式的样品信号；控制板，与所述模数转换器和所述上位机连接，用于采集所述数字信号形式的样品信号并发送至所述上位机；所述上位机用于根据数字信号形式的样品信号得到所述样品声速数据；所述控制板还用于根据所述控制信号输出初始信号；数模转换器，与所述控制板和多谐振点发射换能器连接，用于根据所述初始信号得到声源信号，并将所述声源信号发送至所述多谐振点发射换能器。3.根据权利要求2所述的基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统，其特征在于，所述控制板为FPGA控制板。4.根据权利要求1所述的基于宽频换能器的海底沉积物样品声速测试系统，其特征在于，所述基于宽频换能器的海底沉积物样品...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥梅，王景强，李官保，董武文，阚光明，
申请(专利权)人：青岛贝曼电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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