[实用新型]一种相控阵声学多普勒流速剖面仪

说明书

本申请公开了一种相控阵声学多普勒流速剖面仪，涉及遥测监控技术领域，包括：一种相控阵声学多普勒流速剖面仪，包括：外壳，外壳的前端连接有相控换能器，外壳内侧设有保护蓄电池的缓冲机构，外壳顶端设有用于转动外壳的转动机构设置有相控换能器，相控换能器平面阵是一个圆面阵，由厚度相等的正方体压电陶瓷颗粒排列而成，圆面阵由于其形态特性比较容易和载体形成共形结构，从而避免气泡对测量结果的影响，还能通过相控延时来调整发射接收波束的指向性，并且可以做到免除声速补偿，设置有连接杆、阻尼器、弹簧和弧形板，当外壳受到外力冲击时，通过弹簧和阻尼器的配合作用下，有利于对冲击力进行缓冲，达到减小冲击、保护电池的效果。

技术领域

本实用新型属于遥测监控技术技术领域，具体涉及一种相控阵声学多普勒流速剖面仪。

背景技术

在海洋相关测量中，某区域海水剖面流速测量是最重要的观测要素之一，海水流场数据是海洋相关研究最基本的信息，目前，海水流场剖面流速测试的主要方法为：将配置好工作任务和参数的声学多普勒流速剖面仪，简称ADCP，当ADCP向水体中发射的声波脉冲信号碰到水体中悬浮的、随水体运动的微粒后产生反射，ADCP可以根据被反射到ADCP的声波脉冲信号和ADCP发射的声波脉冲信号频率的差异(即多普勒频移)，计算出相对于ADCP的流速大小。

但该ADCP在使用过程中，发现上述技术至少存在如下问题：一、ADCP在水下进行测量工作时，经常受到暗流的冲击，容易使内部电池位置发生偏移，与其他部件碰撞，造成损坏，二、ADCP在工作时候需要经常转换方向测量不同方位的流速，常规的活塞换能器式ADCP体积较大，比较笨重，安装不够方便，且活塞换能器的角度是固定的，因此不能对发射与接收的波束方向进行调整，此外，由于海洋中声速随环境而变化，若采用固定值必然会带来测速误差，因此必须进行声速补偿，这也增加了系统规模与复杂度。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种相控阵声学多普勒流速剖面仪，解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种相控阵声学多普勒流速剖面仪，包括：外壳，所述外壳的前端连接有相控换能器，所述外壳内侧设有保护蓄电池的缓冲机构，所述外壳顶端设有用于转动外壳的转动机构。

在进一步实施例中，所述相控换能器由2144个厚度相等的正方体压电陶瓷颗粒排列而成。

在进一步实施例中，所述相控换能器是一个平面阵，平面阵可发射四个对称的波束。

在进一步实施例中，平面阵分为两部分，分别用来产生X方向和Y方向的波束，X方向和Y方向都同时产生对称的两个波束，且四个波束均具有固定角度。

在进一步实施例中，所述外壳的内壁通过缓冲机构连接有蓄电池，所述蓄电池通过电路与相控换能器电性连接。

在进一步实施例中，所述缓冲机构的内部包括四个套筒，所述套筒与外壳固定连接，所述套筒的内部连接有阻尼器，所述阻尼器的一端连接有连接杆，所述阻尼器的外侧套接有弹簧，所述弹簧的一端与连接杆固定连接，所述弹簧的另一端与套筒固定连接，所述连接杆的一端贯穿套筒的内部连接有弧形板，所述弧形板与蓄电池固定连接。

在进一步实施例中，所述转动机构包括设置在外壳上方的密封盖，所述密封盖的顶端内嵌有轴承，所述轴承的内部连接有安装支架，所述安装支架的末端连接有第二齿轮，所述密封盖的内壁靠近轴承的位置连接有伺服电机，所述伺服电机通过电路与外部控制器电性连接，所述伺服电机输出轴的一端连接有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接。

有益效果：

1、设置有相控换能器，相控换能器平面阵是一个圆面阵，由厚度相等的正方体压电陶瓷颗粒排列而成，圆面阵由于其形态特性比较容易和载体形成共形结构，从而避免气泡对测量结果的影响，还能通过相控延时来调整发射接收波束的指向性，并且可以做到免除声速补偿，因此在实际应用中的优势已经越来越明显；