[实用新型]沉积物声速和声衰减测量装置

说明书

本实用新型提供沉积物声速和声衰减测量装置，设置在长度方向与宽度方向上具有长度差沉积物箱，并在长度方向与宽度方向上分别安装一组声波发射与接收装置，避免了传统测量声衰减方法中切割一段样品所带来的样品扰动，提高了测量准确性与效率；换能器通过压紧装置与沉积物箱紧密贴合，可以最大限度地排除换能器与沉积箱之间的空气，进一步排除空气对测量结果带来的干扰；沉积物箱的底板上设计有过滤孔，底板上铺设土工布，真空泵抽真空时，沉积物在密封膜上部大气压和自重作用下，其中的孔隙水和气泡可以不断通过土工布和过滤孔排出，从而使沉积物均匀饱和固结。本实用新型克服了传统方法的缺陷，进一步保证了测量结果的准确性。

技术领域

本实用新型涉及介质声学特性测量技术领域，更具体地说，是涉及沉积物声速和声衰减测量装置。

背景技术

海底沉积物声学参数，例如声波在沉积物中传播的速度和衰减，是沉积物声波传播理论的基本输入参数，以理论为基础的声学模型也需要这些参数。准确获取海底沉积物中声速和声衰减对海洋环境声场的研究有着十分重要的科学意义。

海底沉积物声学参数测量技术主要分三种，即反射/折射剖面遥测、原位测量和取样实验室测量。反射/折射剖面遥测技术提供的是大体积地层的平均声速和衰减系数的估计，属于获取海底沉积物声学性质的间接方法，而取样测量和原位测量属于直接方法。饱和沉积物中的声衰减特性和其物理性质之间的关系对于确定声衰减原因及选择合适的理论计算模型来说非常重要。然而，通过原位测量或取样实验室测量获得的海底沉积物的声衰减包含多种形式的衰减，既包括固有衰减，也包括声波在沉积界面和其他沉积物非均匀体处的转换以及声波的散射等，因此，基于原位测量和取样实验室测量得到的海底沉积物声衰减特性与物理性质之间的相关关系往往较差。

在实验室环境条件下进行沉积物中声速和声衰减的测量实验有着诸多的优势。首先，沉积物的外界因素可控，还可以采取措施制备均匀饱和的沉积物样品来排除沉积物分层、包含物、气泡等对实验结果造成的影响，因而实验室测量更有利于对沉积物性质的测试和验证。

目前实验室环境条件下进行沉积物中声速和声衰减的测量实验主要包括探针法和切割法，但是，这两种方法在实施过程中仍具有无法克服的缺陷：

1.探针式沉积物声速和声衰减测量装置是侵入式的，装有声学换能器的探针插入沉积物中进行其声速和声衰减的测量时，或多或少会对沉积物造成扰动，相比而言，拟申请的沉积物声速和声衰减测量装置对于沉积物是无损的；

2.切割法针对柱状沉积物样品进行测试来获得沉积物的声速和声衰减：测量声速通常做法是在柱状样一端安装连接信号发生器的发射换能器，另一端安装连接信号接收装置的接收换能器，这样测得的声速实际是柱状沉积物样品长度方向上的平均声速；测量声衰减还需要截掉一段样品，利用同轴差距衰减测量法来获得沉积物的声衰减，截掉一段样品势必会对沉积物造成扰动，特别是对流塑和软塑的沉积物扰动尤为突出。

实用新型内容

为了克服实验室环境条件下进行沉积物中声速和声衰减的测量实验所存在的缺限，探针法及切割法带来的扰动问题，本实用新型提出沉积物声速和声衰减测量装置，克服探针法及切割法带来的扰动，使测量结果更准确可靠。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

沉积物声速和声衰减测量装置，其包括沉积物箱5、声波发射与接收装置、换能器组，

还设置有真空泵1，所述真空泵1通过管路连接至沉积物箱5，用于抽取沉积物箱5内的沉积物所含的水、气；

所述沉积物箱5具有在长度方向与宽度方向上的距离差；

在所述沉积物箱5长度方向上设置有第一换能器组7及其对应的声波发射与接收装置；在沉积物箱5宽度方向上设有第二换能器组8及其对应的声波发射与接收装置。