聲速儀

聲速儀是測量海水中聲波傳播速度的儀器，又稱聲速計。現代聲速儀多採用環鳴法（即脈衝循環法）原理。

基本介紹

• 中文名：聲速儀
• 別稱：聲速計
• 原理：環鳴法
• 作用：測量海水中聲波傳播速度

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鳴法等。在20世紀前期，採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，然後按經驗公式計算海水中的聲速。到20世紀40年代末才開始研製直接測量聲速的儀器，1957年出現了環鳴式聲速儀，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，因其測量範圍比較小，未能廣泛套用。

工作原理

環鳴式聲速儀的探頭由換能器及固定在一定距離的反射面組成，測量時置於水中。在電信號激勵下，換能器發出起始聲脈衝，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射器，觸發第二個聲脈衝。如此循環，形成一系列脈衝。測出脈衝重複的頻率,並對電路的時延進行補償,則聲速等於脈衝重複頻率與聲程長度的乘積。

測量範圍

聲速儀的測量範圍通常為1400～1600米/秒,精確度可達0.1米/秒。脈衝重複頻率一般為幾千赫到幾十千赫，脈衝信號的載頻（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係數小的材料（例如殷鋼）製造。
為了便於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（即一次投放後不回收）探頭。探頭在水中勻速下沉時，探頭內的測量裝置測出聲速並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，也可以用深度感測器直接測量。隨著探頭下沉,X-Y函式記錄儀就畫出一條聲速隨深度的變化曲線。