[发明专利]一种声-地震耦合最佳入射角测量装置及测量方法

权利要求书

1. 一种声-地震耦合最佳入射角测量装置，其特征在于，包括信号发生器（101）、调音台（102）、功率放大器（103）、扬声器（104）、扬声器卡槽（105）、入射角调整机构（108），所述信号发生器（101）通过导线依次连接所述调音台（102）、所述功率放大器（103）和所述扬声器（104），所述扬声器（104）固定卡在所述扬声器卡槽（105）内，所述扬声器卡槽（105）通过加长固定铁板（106）以及两个螺栓（107）固定在所述入射角调整机构（108）的端面上，构成的声波发射系统；本装置还包括地震检波器（111）、数据采集卡（112）和计算机（113），所述地震检波器（111）通过数据线经所述数据采集卡（112）与所述计算机（113）连接，构成的地表振动速度检测系统。

2.2．根据权利要求1所述的声-地震耦合最佳入射角测量装置，其特征在于，所述入射角调整机构（108）通过两个滚动轮（109）置于待测地面（110）上，所述入射角调整机构（108）的第一端面（202）、第二端面（203）以及端面系（204）是以所述待测地面（110）上的待测位置点（201）为对称中心的正72边形的若干边面，每个端面的中心角α为5°。

3.3．一种声-地震耦合最佳入射角测量方法，采用如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，本方法具体实施步骤为：

（1）将所述的扬声器（104）固定卡入所述扬声器卡槽（105）中，将所述扬声器卡槽（105）通过加长固定铁板（106）以及两个螺栓（107）固定在所述的入射角调整机构（108）的第一端面（202）上；

（2）通过推动所述的入射角调整机构（108）使所述的扬声器（104）发声端口的中轴线与入射角调整机构（108）的第一端面（202）的中垂线重合并正对待测地面（110）上的待测位置点（201）；

（3）将所述地震检波器（111）插入到所述待测地面（110）上的待测位置点（201），所述地震检波器（111）的输出端口由数据线连接到所述数据采集卡（112）的输入端口上，所述数据采集卡（112）的输出端口由数据线连接到所述计算机（113）的输入端口；

（4）所述信号发生器（101）发出频率为f₀的起始正弦波信号，依次通过所述调音台（102）和所述功率放大器（103）放大后由所述扬声器（104）发出高强度正弦声波；

（5）所述地震检波器（111）测量所述待测地面（110）上的待测位置点（201）的地表振动速度，并由所述计算机（113）记录，然后关闭所述的声波发射系统的所有电源；

（6）将所述扬声器（104）固定卡入其中的扬声器卡槽（105）通过加长固定铁板（106）及两个螺栓（107）固定在所述的入射角调整机构（108）的第二端面（203）上，即将所述的扬声器（104）发声端口的中轴线相对竖直方向旋转正72边形的一个中心角α的角度，即5°，重启所述的声波发射系统的所有电源，采取与步骤（4）-（5）相同的步骤，记录该频率声波激励下所述待测地面（110）上的待测位置点（201）处的地表振动速度；

（7）重复步骤（6）的操作，记录至预设所述入射角调整机构（108）的端面系（204）上所有端面对应的扬声器（104）发声端口的中轴线相对竖直方向旋转角度情况下的所述待测地面（110）上的待测位置点（201）的地表振动速度，并在所述计算机（113）中求出并记录所述的扬声器（104）发声端口的中轴线相对竖直方向的角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°情况下的地表振动速度；

（8）对以上步骤中求出的在所述的扬声器（104）发声端口的中轴线相对竖直方向的角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°情况下的地表振动速度找出最大值，其对应角度即为所测量的在声波激发频率为f₀情况下的声-地震耦合最佳入射角。