聲速計的工作原理
2023-10-31
[2093]
聲速計（soundvelocimeter）也叫聲速測量儀或聲速儀，是用來測量介質中聲波傳播速度的儀器。工作原理是基于測量聲波通過兩定點間的傳播時間。常采用的方法有相位法和環鳴法等。相位法一般使用連續波，測量固定兩點之間的相位差，再換算成為聲速；環鳴法一般由發射器發射短脈沖，脈沖到達接收器后觸發一次脈沖，利用脈沖重復頻率換算為發射器與接收器之間介質的聲速。
脈沖相位型的工作原理：
脈沖發生器產生一列50kc的電脈沖，加至發射換能器上，使其發射一列重復頻率為50kc的聲脈沖束，經過固定聲程由接收換能器轉變為電信號，經放大，整形得到一列接收脈沖，送至時間比較器。時間比較器輸出的電壓取決于聲在海水中的傳播速度和換能器之間的距離，如果換能器的距離固定不變，則只要測量接收脈沖與發射脈沖的相對時延，即可求得聲速。
環鳴型的工作原理：
環鳴工作時，由多諧振蕩器提供始鳴信號，使脈沖發射器經收發換能器發射第一個短促聲脈沖。聲脈沖在傳播中經由反射體一次反射后到達收發換能器，聲程長為L；回波一旦到達，脈沖發射器立即發射第二個短促聲脈沖；就這樣，每一次回波的到達都立即導致下一次脈沖的發射，環鳴電路因而處于周而復始的“環鳴”狀態。
環鳴電路輸出波形如圖3所示。圖3(a)為無環鳴時即振蕩器處于自激振蕩狀態時的輸出波形，輸出頻率約為9.1kHz；圖3(b)為環鳴時即振蕩器處于受迫狀態時的輸出波形，輸出頻率就是環鳴頻率f。
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