冷泉滲漏聲波測量裝置主體研制與氣泡—水聲學(xué)特性的實驗研究.pdf

1、海底冷泉滲漏氣泡-水介質(zhì)聲學(xué)特性的研究在經(jīng)濟建設(shè)與生態(tài)保護等領(lǐng)域均具有重要的意義。海底冷泉滲漏氣泡-水介質(zhì)主要的聲學(xué)物理特性參數(shù)包括:聲速、聲衰減和氣泡流速。目前海底冷泉滲漏氣泡流量可以采用超聲回波測量，由于開放環(huán)境下氣泡的流動狀態(tài)不穩(wěn)定，反向超聲回波不但經(jīng)歷了海水的衰減，而且受到隨機分布氣泡的前向與逆向散射，回波信號是一種不穩(wěn)定的信號，造成測量精度難以保證。因此，為滿足海底冷泉滲漏流量研究的需要，在本課題組前期研究的基礎(chǔ)上，本文模擬海

2、底冷泉滲漏，研制了以氣泡破碎均勻裝置為預(yù)處理模塊、矩形換能器為傳感器的海底冷泉滲漏聲波測量裝置，采用透射聲波波形-幅度測量氣泡流量。
　　論文介紹了海底冷泉滲漏氣泡測量的研究現(xiàn)狀，包括非聲波測量法與聲波測量法。概述了海底冷泉滲漏氣泡主要的聲特性。針對本實驗測量原理，分析了氣泡-水介質(zhì)的聲速、聲衰減和氣泡流速的計算方法。
　　闡述了海底冷泉滲漏聲波測量裝置的總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的兩部分:氣泡收集與預(yù)處理裝置和傳感器測量裝置。氣泡

3、收集與預(yù)處理裝置主要介紹了氣泡破碎網(wǎng)格與氣泡破碎均勻裝置，并對其結(jié)構(gòu)及工作原理作了介紹。傳感器測量裝置主要介紹了發(fā)射換能器模塊和矩形換能器。對測量裝置的關(guān)鍵部件—聲波分路器進行了詳細設(shè)計與實驗驗證，通過在空氣中與水中的實驗驗證了聲波分路器設(shè)計的合理性與有效性。
　　通過發(fā)射與接收換能器模塊的耦合接觸，求出測量系統(tǒng)的傳播時間。運用設(shè)計的聲學(xué)特性測量系統(tǒng)，以1MHz的矩形換能器為傳感器，模擬海底冷泉滲漏氣泡-聲波特性測量實驗。對采集到