三、实验室水槽实验
进行海上试验前，在实验室中对该系统进行了水槽实验，用以验证系统的稳定性和准确性。实验步骤如下：首先将水槽注入自来水，利用水声测量仪器获取水槽中的水声速为1500m/s;然后将具有固定距离的声波换能器放置在水中，开始测量并记录水槽中的声波信号。为了提高测量精度，采用了多次测量取平均值的方法，水槽实验结果见表2.声波换能器测量的水槽水声速平均值为1499m/s，与水槽实际水声速(1500m/s)十分接近，测量值相对误差仅为0.04%，说明该系统具有较高的准确度.
四、海上试验
为了检验系统的工作性能，于2013年8月，在青岛胶州湾海域利用一艘木质渔船进行了海上站位式试验，2013年10月和11月，在东海海域利用中国科学院海洋研究所的“科学三号”科考船进行了海上站位式和拖行式试验，获取了声速和声衰减系数的测量数据。
⒈ 测量系统标定
发射换能器T与接收换能器R1、R2的距离差ΔL对于声速和声衰减的计算有较大的影响.由于声波换能器是位于声波发射和接收探头中的(图3)，如果用直尺等测量工具对L1、L2进行测量会产生较大的误差，难以获得准确的距离差ΔL。而且由于海底复杂的地形，声波探头难免会和海底的一些物质接触(坚硬的石块等物质)，发生碰撞，使得声波探头之间的距离相对于原设计有所偏差。因此，在海底沉积物测量试验开始时需要在海水中对测量系统进行标定，获得距离差ΔL，确保海底沉积物声速和声衰减的准确计算.测量系统标定的原理如下：将测量仪器放在声速已知的液体中，如水中，进行声传播试验，测量声波信号初至波到达时间，然后根据速度与距离公式可以计算获得距离差。
为了准确测量海水的声速，研制了一套由WSD-3数字声波仪和水声测量仪器组成的测量设备(图5)。水声测量仪器是根据声波反射原理设计的，如图5所示，水声测量仪器中间黑色的圆柱体是声波换能器，它能够在水中发射和接收声波信号，发射信号遇到底部的圆形钢板会发生反射，反射信号沿原路径返回并被接收。声波换能器与测量仪器底部圆形钢板之间的距离可利用螺纹进行上下调节，螺距精确已知。声波换能器接收到的信号可以在WSD-3数字声波仪上显示并储存。声波传播距离差和传播时间可以精确测量，最后根据声波传播的时间差和距离差，计算可得海水声速。利用海水声速测量设备对某一站位海水声速进行测量，然后利用海底沉积物声学原位测量系统对同一站位同一深度的海水进行测量，读取声波信号到达接收换能器R1和R2的时间差Δt，将海水声速值代入公式⑴中，计算得到ΔL的值，在测量过程中采用多次测量取平均值的方法提高测量精度。
图5 海水声速测量装置，A是WSD-3数字声波仪，B是水声测量仪器
⒉ 青岛胶州湾海域试验
2013年8月利用一艘木质渔船在青岛胶州湾海域进行了海上试验(图6)，此次试验测量方式为站位式测量，主要目的是检验系统的工作性能。表3是青岛胶州湾海域的海上试验部分声速和声衰减测量结果。
图6 青岛胶州湾海上试验工作图(A)和东海海上试验工作图(B)
海上试验测量开始时，首先按照测量系统标定方法来确定发射换能器T与接收换能器R1、R2的距离差ΔL。利用实验船只的起重机将海水声速测量装置平稳放入海水中，待仪器稳定后，接通电源开始测量，在测量过程中上下调节螺纹，利用不同的声波传播距离多次测量海水声速，最后取平均值，将海水声速值代入公式⑴中，计算得到ΔL。海水声速测量结束后，利用电缆绞车将原位测量系统的水下测量仪器缓慢下放，直至换能器探头插入到沉积物中，待水下测量仪器稳定后，利用甲板控制单元的计算机控制界面进行相关的操作.根据计算机实时显示的声波信号情况，对相关试验参数进行设置。本次试验的采样周期为200ns，采样长度为2000点。所有的测量站位均采用多次测量取平均值的方法来提高测量精度。测量完毕后，停止声波发射接收，将水下测量仪器缓慢提升至甲板，结束一个站位的测量。整个试验过程操作简单方便，并较为快捷。
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