深速儀工作原理

聲速儀是測量海水中聲波傳播速度的儀器，又稱聲速計。現代聲速儀多采用環(huán)鳴法(即脈沖循環(huán)法)原理。

儀器簡介

測量海水中聲波傳播速度的儀器，又稱聲速計。其基本原理是通過測量聲波在海水中固定距離內的傳播時間來計算聲速。主要的工作原理有相位法和環(huán)鳴法等。在20世紀前期，采用間接測量法測定海水中的聲速，即測量海水的溫度、鹽度及深度等參數，然后按經驗公式計算海水中的聲速。到20世紀40年代末才開始研制直接測量聲速的儀器，1957年出現了環(huán)鳴式聲速儀，60年代開始廣泛使用聲速儀測量海水聲速。運用相位法原理的聲速儀，因其測量范圍比較小，未能廣泛應用。

工作原理

環(huán)鳴式聲速儀的探頭由換能器及固定在定距離的反射面組成，測量時置于水中。在電信號激勵下，換能器發(fā)出起始聲脈沖，聲波經過水中長度固定的通道到達反射面，再反射回換能器。放大了的接收信號重新激勵發(fā)射器，觸發(fā)第二個聲脈沖。如此循環(huán)，形成系列脈沖。測出脈沖重復的頻率,并對電路的時延進行補償,則聲速等于脈沖重復頻率與聲程長度的乘積。

測量范圍

聲速儀的測量范圍通常為1400~1600米/秒,度可達0.1米/秒。脈沖重復頻率般為幾千赫到幾十千赫，脈沖信號的載頻(基頻)為3~5兆赫。為減少溫度對聲程長度的影響，探頭的安裝結構需要用線膨脹系數小的材料(例如殷鋼)制造。

為了便于艦艇和直升飛機在航行中測量聲速在深度方向的變化(聲速垂直分布)，有些聲速儀使用投棄式(即次投放后不回收)探頭。探頭在水中勻速下沉時，探頭內的測量裝置測出聲速并由細導線將信息傳送到儀器。探頭的深度可根據下沉時間計算，也可以用深度傳感器直接測量。隨著探頭下沉,X-Y函數記錄儀就畫出條聲速隨深度的變化曲線。