本发明涉及介质声学特性测量技术领域，具体地说，涉及一种岩芯声学剖面测试系统及方法。
背景技术
海底底质的声学参数，例如声波在底质中传播的速度和衰减，是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。获取底质中的声速和声衰减对海洋环境声场的模型计算、地球物理的正演和反演有着十分重要的意义。
海底底质声学参数的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，属于获取海底底质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。取样测量由于技术简单，环境可控，仍然被广泛使用。
在大洋钻探计划航次中，沉积物岩芯被从海底取上来之后，通常采用三种方法来测量其声学参数：
一是使用声波发射和接收换能器直接与沉积物岩芯两端接触的方法来测量其声学参数；
二是使用声波发射和接收换能器探针插入沉积物岩芯中的方法来测量其声学参数，这两种方法多少会对沉积物岩芯造成扰动，且获得的声学参数是沉积物岩芯长度方向上的平均值；
而大洋钻探船上的多传感器跟踪系统在测量沉积物岩芯的声学参数时声波发射和接收换能器与岩芯管径向两侧分别接触，不会对沉积物岩芯造成扰动，因此成为首选的声学参数测试方法，但多传感器跟踪系统占用空间较大，使用起来不方便，。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种岩芯声学剖面测试系统及方法，其具体的技术方案如下：
一种岩芯声学剖面测试系统，其包括：
若干支撑平台3；
可定位测试平台6；
搭载于可定位测试平台6上的换能器7；
架设于可定位测试平台6、支撑平台3上的岩芯管2；
用于将岩芯管2固定于支撑平台3上的岩芯管固定结构1；
所述支撑平台3设置有搭载机构和升降机构，所述升降机构包括架设于升降导柱8上的升降台及通过丝杠连接升降台的升降手柄5，可通过升降手柄5调整升降台的高度；
搭载机构包括弧形搭载平台，用于搭载岩芯管2；。
所述岩芯管2两端部各设置有至少一个支撑平台3，岩芯管2端部搭载于支撑平台3上，并由岩芯管固定结构1固定；
所述岩芯管2中部由若干支撑平台3支撑；
可定位测试平台6包括夹持器底座、夹持机构、锁紧机构，其中：
所述夹持机构包括锁紧机构及对称设置的两个夹持器4，所述两夹持器4将岩芯管2抱紧其内，锁紧机构连接两个夹持器4，并将其锁紧；
夹持器底座上设置有横向放置的导轨，所述夹持器4底部固定连接有滑块，滑块架设于导轨上，使夹持器4可沿导轨移动；
所述夹持器4侧壁上开设有换能器安装孔，用于安装换能器7；
夹持器4内开设有上下贯通的水腔8，所述水腔8与换能器安装孔连通。
进一步，所述的换能器7由换能器压紧螺栓压紧在岩芯管2上，保证换能器7与岩芯管7的紧密接触。
进一步，夹持器底座底部安装导向脚轮，使可定位测试平台6便于移动。
进一步，升降导柱8上刻有高度数值。
进一步，所述岩芯管固定结构1为u形结构，其与于支撑平台3的弧形搭载平台通过螺纹连接，将岩芯管2箍紧。
一种岩芯声学剖面测试方法，包括以下步骤：
a、将两套支撑平台3放置在岩芯管的两端，并用岩芯管固定结构1将岩芯管夹紧固定；
b、将安装好换能器7和岩芯管的可定位测试平台6放置到测试位置；
c、根据岩芯管的长度选择若干套支撑平台3放置到岩芯管的不同部位；
d、调节支撑平台3的高度，使岩芯管轴向处于同一水平位置；
e、将换能器7连接声波仪，并启动信号发生器和采集器，通过换能器发射和接收声波信号；
f、需改变测量位置时，将可定位测试平台沿岩芯管轴向移动，放置到需要测量的位置，同时将支撑平台沿岩芯管轴向移动到一定位置继续支撑岩芯管，以保证岩芯管轴向仍处于同一水平位置，再次启动信号发生器和采集器，通过换能器发射和接收声波信号；
g、将同一岩芯管装满蒸馏水后重复步骤1到5，按以下公式计算声速vp与声衰减αp：
其中vw为蒸馏水的声速，δt为岩芯管中是蒸馏水时和岩芯管中是沉积物时接收换能器接收到的声波信号的到时之差，d为岩芯管的内径，ew/es为岩芯管中是蒸馏水时和岩芯管中是沉积物时接收换能器接收到的信号的电压振幅的比值。
本发明所提供的一种岩芯声学剖面测试系统，具有以下优点：
一、本发明的岩芯声学剖面测试系统为分离式设计，支撑平台、可定位测试平台均为单独的部件，可以对不同长度的岩芯进行测试，对较长的岩芯不需进行切割处理，可做到沉积物岩芯的无损测试，分离式设计亦可提高对船上测试场地的可适应性并且在船上易于放置。
二、支撑平台有若干套，布置在岩芯管的两端以及中间部位，岩芯管固定结构与两端的支撑平台相配合将岩芯管夹紧，使岩芯管不能在支撑平台上移动。在测试过程中，两端的支撑平台的位置不变。中间的支撑平台防止岩芯管过长时在沉积物的重力作用下出现折弯现象，并可随可定位测试平台位置的变动而变动位置，使岩芯管的测量位置一直处于被支撑状态而保持水平，从而保证了测量的精度。
三、换能器固定在夹持器上，夹持器固定在可定位测试平台上，可定位测试平台可以沿岩芯管轴向移动，中间部位的支撑平台也可以沿岩芯管轴向移动以配合可定位测试平台的移动式测量，实现可定位测试平台对岩芯的全长度测试。
四、支撑平台上有支撑平台升降机构，升降机构的升降导柱上刻有高度数值，可按照其上的高度数值将各升降平台的高度调节到一致，满足不同管径的岩芯的测试。当测试场地地面平整度较低时，可以调节不同部位支撑平台的高度，以使岩芯管始终保持在水平位置。中间部位的支撑平台降低高度后，即与岩芯管脱离，可以保证其能在岩芯管轴向上任意改变支撑位置。
附图说明
附图1是一种岩芯声学剖面测试系统结构示意图；
附图2连接支撑平台结构示意图；
附图3是可定位测试平台结构示意图；
图中标号：
岩芯管固定结构1、岩芯管2、支撑平台3、夹持器4、升降手柄5、可定位测试平台6、换能器7、升降导柱8。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的一种岩芯声学剖面测试系统作进一步详细的说明。
一种岩芯声学剖面测试系统，其包括：若干支撑平台3；可定位测试平台6；搭载于可定位测试平台6上的换能器7；架设于可定位测试平台6、支撑平台3上的岩芯管2；用于将岩芯管2固定于支撑平台3上的岩芯管固定结构1。
所述支撑平台3设置有搭载机构和升降机构，所述升降机构包括架设于升降导柱8上的升降台及通过丝杠连接升降台的升降手柄5，可通过升降手柄5调整升降台的高度；
搭载机构包括弧形搭载平台，用于搭载岩芯管2；所述岩芯管2两端部各设置有至少一个支撑平台3，岩芯管2端部搭载于支撑平台3上，并由岩芯管固定结构1固定；所述岩芯管2中部由若干支撑平台3支撑；可定位测试平台6包括夹持器底座、夹持机构、锁紧机构，其中：
所述夹持机构包括锁紧机构及对称设置的两个夹持器4，所述两夹持器4将岩芯管2抱紧其内，锁紧机构连接两个夹持器4，并将其锁紧；
夹持器底座上设置有横向放置的导轨，所述夹持器4底部固定连接有滑块，滑块架设于导轨上，使夹持器4可沿导轨移动；
所述夹持器4侧壁上开设有换能器安装孔，用于安装换能器7；
夹持器4内开设有上下贯通的水腔8，所述水腔8与换能器安装孔连通。
所述的换能器7由换能器压紧螺栓压紧在岩芯管2上，保证换能器7与岩芯管7的紧密接触。
一个优选的方案中，夹持器底座底部安装导向脚轮，使可定位测试平台6便于移动。
此外，升降导柱8上刻有高度数值，可按照其上的高度数值将各升降平台的高度调节到一致，满足不同管径的岩芯的测试。
所述岩芯管固定结构1为u形结构，其与于支撑平台3的弧形搭载平台通过螺纹连接，将岩芯管2箍紧。
一种岩芯声学剖面测试系统所有部件均优选采用不锈钢等耐腐蚀材料加工而成，可抵抗海上测试的腐蚀环境。测试系统为分离式设计，所述的支撑平台、可定位测试平台均为单独的部件，可以对不同长度的岩芯进行测试，对较长的岩芯无需进行切割处理，做到沉积物岩芯的无损测试，分离式设计亦可提高对船上测试场地的可适应性并且在船上易于放置。支撑平台上有升降机构，可以进行一定范围的高度调节，可以满足不同管径的岩芯的测试，并且降低对测试场地平整度的要求。可定位测试平台可以沿岩芯管轴向移动，支撑平台可以改变在岩芯管下的支撑位置，以实现可定位测试平台对岩芯的全长度测试。
采用一种岩芯声学剖面测试系统的工作过程如下：
a、将两套支撑平台3放置在岩芯管的两端，并用岩芯管固定结构1将岩芯管夹紧固定；
b、将安装好换能器7和岩芯管的可定位测试平台6放置到测试位置；
c、根据岩芯管的长度选择若干套支撑平台3放置到岩芯管的不同部位；
d、调节支撑平台3的高度，使岩芯管轴向处于同一水平位置；
e、将换能器7连接声波仪，并启动信号发生器和采集器，通过换能器发射和接收声波信号；
f、需改变测量位置时，将可定位测试平台沿岩芯管轴向移动，放置到需要测量的位置，同时将支撑平台沿岩芯管轴向移动到一定位置继续支撑岩芯管，以保证岩芯管轴向仍处于同一水平位置，再次启动信号发生器和采集器，通过换能器发射和接收声波信号；
g、将同一岩芯管装满蒸馏水后重复步骤1到5，按以下公式计算声速vp与声衰减αp：
其中vw为蒸馏水的声速，δt为岩芯管中是蒸馏水时和岩芯管中是沉积物时接收换能器接收到的声波信号的到时之差，d为岩芯管的内径，ew/es为岩芯管中是蒸馏水时和岩芯管中是沉积物时接收换能器接收到的信号的电压振幅的比值。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。