發(fā)布時間：2017-04-12 22:05

  本文關(guān)鍵詞：基于天線電阻的海洋溢油檢測技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著貿(mào)易全球化的推進,世界各國之間的海上石油貿(mào)易也得到快速發(fā)展,突發(fā)性海上石油泄漏事件不斷出現(xiàn),嚴重威脅了海洋生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。及時、準確獲取海洋石油泄漏信息,是海洋石油泄漏事件預警的關(guān)鍵所在,實現(xiàn)實時、在線、連續(xù)的海洋溢油監(jiān)測,是我國乃至世界上亟須面對的一個技術(shù)難題。本課題依據(jù)海水與石油對電磁波作用的不同,通過理論分析確定天線電阻變化與溢油厚度的關(guān)系,提出了一種基于天線電阻特性的水面溢油檢測方法。初步實驗證明該方法可連續(xù)檢測溢油的厚度,分辨率可達0.3mm。具體研究內(nèi)容如下:1、介紹目前主要的水面溢油檢測傳感器類型及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,并介紹了電磁方法的發(fā)展現(xiàn)狀及其在溢油檢測方面的應用,在此基礎(chǔ)上給出了本課題的研究意義及內(nèi)容。2、對不同電學性質(zhì)的介質(zhì)以及分層介質(zhì)中電磁波的傳播特性,天線的輻射特性以及天線阻抗特性進行分析,并結(jié)合復鏡像法,對導電半空間上方天線的阻抗特性進行分析,建立海水、油、空氣三層介質(zhì)的簡化模型,由此對基于天線電阻變化的海洋溢油油膜厚的檢測機理進行分析。3、設計了溢油檢測傳感器,包括溢油檢測天線的選型與設計,以及溢油檢測浮標的結(jié)構(gòu)設計及材料選擇,并對海水中浮標的穩(wěn)定性及橫搖運動與垂蕩運動進行了分析。4、研究了天線阻抗的測量方法,主要分析傳輸線多點測量法的測量原理,并設計了天線阻抗檢測電路。5、搭建了海面溢油厚度檢測實驗平臺,對1到16mm的油膜進行了厚度測量實驗,通過激光三角法進行標定,并對實驗結(jié)果以及實驗的影響因素進行了分析。
【關(guān)鍵詞】：海洋溢油 油膜厚度檢測 天線電阻 傳感器設計
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U698.7;X834
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 海洋溢油檢測方法11-15
• 1.2.1 溢油檢測傳感器11-12
• 1.2.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 電磁方法研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 課題的研究意義15
• 1.4 課題的研究內(nèi)容15-17
• 第二章 天線電阻溢油檢測原理分析17-37
• 2.1 電磁波傳播特性17-20
• 2.1.1 理想介質(zhì)中電磁波傳播特性18
• 2.1.2 導電介質(zhì)中電磁波傳播特性18-19
• 2.1.3 分層介質(zhì)中電磁波傳播特性19-20
• 2.2 分層介質(zhì)中天線的輻射20-24
• 2.2.1 自由空間天線輻射20-21
• 2.2.2 導電半空間上方天線輻射21-22
• 2.2.3 多層介質(zhì)中天線輻射22-24
• 2.3 天線阻抗計算24-31
• 2.3.1 坡印亭矢量法24-25
• 2.3.2 感應電動勢法25-26
• 2.3.3 單一介質(zhì)中天線阻抗26-29
• 2.3.4 導電半空間上方偶極子天線阻抗29-31
• 2.4 溢油檢測機理31-36
• 2.4.1 溢油檢測天線選擇31-32
• 2.4.2 溢油檢測原理分析32-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 傳感器設計37-52
• 3.1 傳感器總體要求37-39
• 3.1.1 波浪對傳感器的影響37-38
• 3.1.2 我國近海波浪特性38-39
• 3.1.3 傳感器設計指標39
• 3.2 天線的設計39-42
• 3.2.1 天線參數(shù)設計39-40
• 3.2.2 天線阻抗匹配40-42
• 3.3 傳感器結(jié)構(gòu)設計42-50
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)設計42-46
• 3.3.2 浮體穩(wěn)定性46-47
• 3.3.3 浮體在波浪中的運動47-49
• 3.3.4 材料選擇及表面處理49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 天線電阻檢測系統(tǒng)52-61
• 4.1 天線阻抗測量方法52-55
• 4.1.1 傳輸線多點測量法52-53
• 4.1.2 參數(shù)計算53-55
• 4.2 檢測系統(tǒng)設計55-60
• 4.2.1 DDS高頻信號發(fā)生模塊56-57
• 4.2.2 檢波模塊57
• 4.2.3 單片機接口電路57-58
• 4.2.4 通道選通及AD轉(zhuǎn)換電路58-59
• 4.2.5 串口59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第五章 實驗與數(shù)據(jù)分析61-69
• 5.1 溢油實驗及數(shù)據(jù)分析61-67
• 5.1.1 測量點選擇實驗61-62
• 5.1.2 溢油檢測實驗標定方案62-63
• 5.1.3 實驗平臺搭建63-64
• 5.1.4 模型驗證實驗64
• 5.1.5 油膜厚度測量實驗64-66
• 5.1.6 重復性實驗66-67
• 5.2 實驗影響因素分析67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 工作總結(jié)69
• 6.2 后續(xù)工作69-71
• 參考文獻71-76
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明76-77
• 致謝77-78

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 婁安剛,吳德星,王學昌,奚盤根;三維海洋溢油預測模型的建立(英文)[J];青島海洋大學學報(自然科學版);2001年04期

2 杜懷勤,孫華;氣相色譜法在海洋溢油鑒別中的應用研究[J];油氣田環(huán)境保護;2001年02期

3 陳濤;;美國海洋溢油事件的社會學研究[J];中國農(nóng)業(yè)大學學報(社會科學版);2012年02期

4 于占國;日本海洋溢油遷移與轉(zhuǎn)化研究概況——Ⅱ.海洋溢油的乳化[J];海洋環(huán)境科學;1988年03期

5 陳濤;;美國海洋溢油事件的社會學研究[J];中國海洋社會學研究;2013年00期

6 王義剛;王時悅;朱Z

本文編號：302141