专利名称：鱼类声学目标强度测量的实验装置的制作方法
技术领域：
鱼类声学目标强度测量的实验装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置，尤其适用于采用回 声探测仪器，测量鱼类在不同游泳姿态的声学目标强度。
背景技术：
[0002]回声探测仪的换能器发射的声波在水中传播，当遇到目标物体时，由于物体的声 阻抗率与水介质的不同，该物体会对入射声波产生散射作用，部分反向散射至换能器，被换 能器接收，即所谓的回声信号。根据声波发射后收到目标回声的间隔时间，可测得目标所处 的深度，对回声信号强弱和结构分析，可估算出目标强度，目标数量及空间分布等。对于单 个目标来说，目标的反射截面积的大小及其材质决定了目标强度。[0003]鱼类声学目标强度是一个度量鱼体声波反射性能的参数，其物理意义与反射系数 较为接近。鱼类声学目标强度的定义是在距离目标鱼的声学中心Im处，目标鱼反射回来 的声强与同一方向上入射声强之比，并将其比值取以十为底的对数后再乘以10，一般以“分 贝”为单位。[0004]鱼类的目标强度与鱼的种类、鱼体的散射截面积、鱼体内是否有鳔、鱼体距离换能 器的距离、及外部入射声波的频率有关。值得注意的是，鱼体的散射截面积则取决于鱼的体 长、体重、鱼体倾斜度、声波的入射角等因素，因此，测定一条鱼的目标强度，需要分别控制 多个不同的参数，进行多次实验。[0005]综上所述，实验背景对该装置的要求是能牢固的固定鱼体、可调节实验鱼所在 的深度位置、可改变鱼体的倾斜度、能够在水中保持平衡、实验装置本身基本不产生回声强度。发明内容[0006]本实用新型的目的在于提供一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置，适用于 在鱼类声学目标强度测量实验中方便的固定鱼体、控制鱼体的深度位置及倾斜角度。[0007]本实用新型的技术方案如下，一种鱼类声学目标强度测量的实验装置，分为主支 架和副支架，其主支架为L型，竖直杆较长，横杆较短，将其竖直杆绑在桥栏杆等可以固定 的位置，可以固定本实用新型。[0008]换能器通过两个螺栓固定在主支架的横梁上。[0009]副支架也是L型支架，竖杆较长，横梁较短。其竖杆套在设置在主支架竖直杆上的 套框内，并且可在套框内沿竖直杆上下移动。实验时，在副支架的竖杆移动过程中，应确保 副支架的横杆总是位于主支架的横梁的下方。[0010]副支架的横杆上固定有方向朝上的竖直支撑杆，竖直支撑杆的上端设置有下杠杆 的转动支点，下杠杆的中点与转动支点铰接。[0011]下杠杆的两端各铰接有一根传力杆，两根传力杆的材质和长度相同。每根传力杆 的上端分别铰接在上杠杆的两端，上杠杆与下杠杆等长。[0012]下杠杆的中段设置有两长两短四根固鱼钢针。钢针分为左右两组，每组一长一短， 且都具有锋利针头，适用于不同大小的实验鱼。上杠杆、下杠杆及两根传力杆都是小截面的刚性杆，它们组成平行四边形运动机 构。副支架的竖杆及主支架的竖直杆上都设置有螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔连接并固定 主支架和副支架。本实用新型的有益效果是提供了一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置， 能够固定回声探测仪的换能器、固定实验鱼；利用能上下移动的副支架实现所需深度的测 量；利用平行四边形机构，在水面上就能方便地控制水下实验鱼的倾角；实验装置稳固可 靠，且在换能器照射以下的部分都采用小截面材料，避免实验器材本身对实验结果的干扰。
图1是本实用新型的结构示意图； 具体实施例
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。做鱼类声学目标强度测试实验时，先将回声探测仪的换能器2通过螺栓3固定在 L型主支架1的横杆102上。连接实验设备所有的连接处，并拧紧接口处，将副支架4的竖 杆401伸入套框103中，根据实验需求的深度，移动竖杆401，并将竖直杆101和竖杆401上 的螺栓孔403对齐，拧入螺栓10，将副支架固定在主支架上。为了稳固起见，应该至少在两 对螺栓孔中拧入螺栓。避开实验鱼的鱼鳔，将实验鱼插在钢针9上，具体应该占用几根钢针，视鱼的大小 确定，确保其稳固即可。握住L型主支架的竖杆101，将本实用新型缓缓放入水中，以换能器2的下表面没 入水面之下为准。通过绳索将竖杆101绑在可以固定本实验装置的东西上，如护栏、锚桩 等，确保竖杆101垂直于水面，这样可以保证换能器的声波发射方向垂直于水面。实验时，转动上杠杆8，调节其相对于水平位置的角度，由于平行四边形运动机构 的运动原理，固定在下杠杆上的鱼也和上杠杆偏转了一样的角度。由于实验目标需在离换能器发射表面一定的距离D以外才能被准确测出其回声 强度，所以不应该将下杠杆6停留在该距离D内进行测量实验。D的具体数值根据实验所用 的换能器而确定。由于换能器发射的声波有波束角，其照射范围是以波束角为锥角的圆锥型空间， 上部的截面范围较小，深度越大照射的面积越大。为了避免两侧的传力杆7侧向截面反射 入射声波，对实验造成干扰，应尽量使上杠杆8、下杠杆6的长度，超过换能器的声波在实验 测量的深度范围内的照射范围，即尽量保证两根传力杆7不出现在入射声波的照射范围之 内。例如，实验所使用的换能器的波束角等于7°，实验的最大测量深度为300cm时，上杠杆 8、下杠杆6的长度L的计算式为L = 2X tan(7 + 2) X300 = 36. 7cm。因此在该实验中上 杠杆8、下杠杆6的长度L可以定为40cm。本实用新型的实施方式，不仅仅限于以上一种形式。无论鱼类声学目标强度测量的实验装置的材料、大小如何变化，凡是采用上、下杠杆、两根传力杆及用支撑杆支撑下杠 杆的转动支点的声学实验装置，均落入本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种鱼类声学目标强度测量的实验装置，L型主支架(1)，分为竖直杆(101)和横梁 (102)；换能器⑵通过螺栓(3)固定在所述横梁(102)上；副支架(4)也是L型支架，其 竖杆(401)可以伸入设置在竖直杆(101)上的套框(103)内，并可沿竖直杆(101)上下移 动，其横杆(402)总是位于主支架的横梁(102)下方，其特征在于副支架(4)的横杆(402) 上固定有竖直支撑杆(5)；所述竖直支撑杆(5)上端设置有下杠杆(6)的转动支点(501)； 所述下杠杆(6)的中点与转动支点(501)铰接，下杠杆(6)两端分别铰接有一根长度相等 的传力杆(7)，传力杆(7)的上端分别铰接在上杠杆⑶的两端；所述上杠杆⑶与下杠杆 (6)等长，下杠杆的中部设置有固鱼钢针(9)。
2.根据权利要求1所述的一种鱼类声学目标强度测量的实验装置，其特征在于所述 上杠杆(8)、下杠杆(6)及两根传力杆(7)组成平行四边形运动机构。
3.根据权利要求1所述的一种用于鱼类声学目标强度测量的实验装置，其特征在于 所述副支架(4)的竖直杆(401)和主支架(1)的竖杆(101)上设置有螺栓孔(403)，螺栓 (10)穿过螺栓孔(403)连接主支架(1)和副支架(4)。
专利摘要一种鱼类声学目标强度测量的实验装置，L型主支架分为竖直杆和横梁，换能器通过螺栓固定在横梁上。副支架也是L型支架，其竖杆可以伸入设置在竖直杆上的套框内，并可沿竖直杆上下移动，其横杆总是位于主支架的横梁下方。主、副支架的竖直杆上设置有螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔连接主支架和副支架。副支架的横杆上固定有竖直支撑杆，其上端设置有下杠杆的转动支点。下杠杆的中点与转动支点铰接，下杠杆两端分别铰接有一根长度相等的传力杆。两根传力杆的上端分别铰接在上杠杆的两端。上杠杆与下杠杆等长，它们与两根传力杆组成平行四边形运动机构，且下杠杆的中部设置有固鱼钢针。
文档编号G01S7/521GK201819986SQ20102056039
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者刘洪生, 张婧雯, 章守宇, 诸逦莹, 陈德慧 申请人:上海海洋大学