【技术实现步骤摘要】
本公开属于激光探测，尤其涉及一种基于超声光栅原理的液体声速测量装置。
技术介绍
1、随着社会工业化的发展，人类对海洋资源的开发利用问题逐渐重视，水下工作设备的发展也日益先进。对于海底工程施工、海洋资源探索以及海船图绘制等科研领域来说，探测海底地形是不可缺少的。实际探测过程中，一般需要先获取海底的高程信息，因此，高精声速测量仪是海洋开发所必需的技术。
2、传统的液体声速测量方法有两种，一种是通过测量水体温度、压强、盐度等数据通过经验公式反推出声速数据的ctd方法，一种是直接测量待求声波有关速度数据的直接测量法。前者由于经验公式准确度不高存在误差，后者由于反射板等设备的损耗也会带来误差。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本公开提供一种基于超声光栅原理的液体声速测量装置，该装置通过超声光栅衍射原理实现声波测量，当超声波通过液体并发生反射时，发出与反射的超声波会发生叠加产生驻波，导致局部液体折射率改变，形成类似于光栅的效果，若有激光通过液体，会发生光栅衍射现象，光栅衍射产生的光学影像被接收处理后可以用来间接计算驻波波节长度和声速，达到高精度测量的效果。
2、为了实现上述技术目的，本公开采用如下技术方案：
3、一种基于超声光栅原理的液体声速测量装置，包括ccd相机、激光器、声波发射器、反射板、反射棱镜、外壳、电路板、单片机、供电装置。外壳采用中间镂空的形状，液体可从中穿过，内侧两端分别固定声波发射器和反射板以及部分二者的供电装置，内侧两端分别固定
4、所述外壳采用3d打印，两部分之间形成夹槽，声波发射器和反射板夹于夹槽之中，并通过螺丝进行固定。按照冷静尺寸预留滑槽位置，棱镜插入外壳滑槽之中，并附以耐水胶固定。
5、所述声波发射器与对侧的反射板平行，发出的声波信号在反射板处反弹，与未经过反射板的声波信号发生叠加，形成驻波，由于液体中形成驻波的区域半个周期内各处密度不同，因此半个周期内各处的折射率不同，光波经过此区域会形成类似于光栅衍射的效果，光栅之间距离为驻波半波长λs/2；
6、所述声波发生器发出的声波波形须被设置为连续的正弦波形，在高频率，即短波状态下，可以达到较佳测量效果；
7、所述外壳的圆柱形区域外表镂空，液体可以从中经过，除声波发射器外其他元件不与液体接触，防止装置短路；
8、所述激光发射器通过紧固环固定于外壳的凹槽之中，玻璃片被外壳与防水垫片夹于中间并以防水胶进一步防水前端放置棱镜，发出的激光信号与声波信号平行，经过反射棱镜反射后，信号旋转90°，直射入液体内部，经过驻波形成的超声光栅衍射后，光学信号被ccd相机接收；
9、ccd相机通过自身模块预留的螺丝孔位与外壳通过螺丝栓接，外壳再与防水垫片栓接并以防水胶进一步防水加固，外壳内部使用玻璃实现光线接收
10、所述供电装置位于声波发射器一段，为所有的元件供能，外层套有防水有机外壳，防止设备浸水；
11、所述单片机与供电装置相连，控制声波的发射、激光的发射和光学信号的接收；
12、所述供电装置位于外壳首端，置于留出的一个无液体的空腔内，与声波发射器、电路板、单片机、激光器、ccd相机通过线路连接供电。
13、本公开是适用于声速测量的，可以实现利用激光的衍射来测量声速，为声速测量技术提供了一种全新的高精度的方法作为基础，与现有技术相比，本公开采用了激光器和ccd相机，利用光学原理对声速进行精确测量。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于超声光栅原理的液体声速测量装置，包括光学系统、声学系统、外壳、电路板、单片机、供电装置和防水垫片，其特征在于，所述声学系统包括声波发射器和反射板，所述声波发射器为压电陶瓷换能器，所述声波发射器位于所述外壳的夹槽之中并通过螺丝固定，所述反射板放置所述外壳的夹槽中与所述声波发生器相对的一侧并与所述声波发射器平行放置。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声光栅原理的液体声速测量装置，其特征在于，所述光学系统包括棱镜、光学传感器和激光器，所述激光器固定于所述外壳的凹槽中，所述光学传感器通过螺丝孔位与所述外壳通过螺丝栓接，所述外壳再与所述防水垫片栓接并以防水胶进一步防水加固。
【技术特征摘要】
1.一种基于超声光栅原理的液体声速测量装置，包括光学系统、声学系统、外壳、电路板、单片机、供电装置和防水垫片，其特征在于，所述声学系统包括声波发射器和反射板，所述声波发射器为压电陶瓷换能器，所述声波发射器位于所述外壳的夹槽之中并通过螺丝固定，所述反射板放置所述外壳的夹槽中与所述声波发生器相对的一侧...
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