深海富鈷結(jié)殼原位探測(cè)技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-31 00:20
深海富鈷結(jié)殼是海洋中一項(xiàng)重要的礦產(chǎn)資源,蘊(yùn)含著豐富的稀有金屬元素,對(duì)富鈷結(jié)殼的探測(cè)具有十分重要的意義。目前對(duì)富鈷結(jié)殼的探測(cè)主要采用聲學(xué)探測(cè)方法。然而受限于海洋探測(cè)技術(shù),對(duì)富鈷結(jié)殼的研究主要以探測(cè)富鈷結(jié)殼生長(zhǎng)分布為主,對(duì)原生環(huán)境下富鈷結(jié)殼的厚度、礦量方面的研究較少。載人潛水器為富鈷結(jié)殼的原位探測(cè)提供了技術(shù)支持平臺(tái),為其研究提供了新的方向。本文研究課題來(lái)自于國(guó)家深;毓芾碇行牡膰(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”。本文將依靠國(guó)家深;毓芾碇行牡摹膀札垺碧(hào)載人潛水器進(jìn)行研究,旨在通過(guò)“蛟龍”號(hào)載人潛水器平臺(tái),利用超聲波實(shí)現(xiàn)富鈷結(jié)殼厚度探測(cè)與礦量估算,同時(shí)完成對(duì)富鈷結(jié)殼聲學(xué)特性的試驗(yàn)研究以及對(duì)超聲波回的波降噪研究。具體研究主要有:(1)分析國(guó)內(nèi)外對(duì)富鈷結(jié)殼探測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展,明確了采用聲學(xué)探測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究,并制定了研究路線圖。針對(duì)富鈷結(jié)殼聲學(xué)特性的未知的問(wèn)題,對(duì)富鈷結(jié)殼進(jìn)行試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)并搭建了試驗(yàn)系統(tǒng),包括信號(hào)激勵(lì)系統(tǒng)與信號(hào)接收系統(tǒng),利用水下超聲波換能器配套虛擬儀器信號(hào)采集設(shè)備,設(shè)計(jì)LabVIEW上位機(jī)采集軟件,并完成富鈷結(jié)殼聲學(xué)特性的試驗(yàn)研究。(2)針對(duì)富鈷結(jié)殼超聲回波信號(hào)中噪聲干擾...
【文章來(lái)源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
海底富鈷結(jié)殼(一)
圖1-1 海底富鈷結(jié)殼(一)Fig.1-1 Seabed cobalt-rich crust (1)圖1-2 海底富鈷結(jié)殼(二)Fig.1-2 Seabed cobalt-rich crust (2)富鈷結(jié)殼生長(zhǎng)環(huán)境十分特殊,如果想要對(duì)富鈷結(jié)殼進(jìn)行精確探測(cè),在富鈷結(jié)殼的原生環(huán)境下,對(duì)富鈷結(jié)殼進(jìn)行原位探測(cè)是最為有效的方法。利用原位探測(cè)技術(shù)能夠最為直觀地了解富鈷結(jié)殼分布、生長(zhǎng)情況以及礦產(chǎn)含量。然而受限于技術(shù)發(fā)展水平,這種原位探測(cè)的方式是十分困難的。目前,國(guó)外在富鈷結(jié)殼原位探測(cè)方面進(jìn)行了許多研究,并取得了不錯(cuò)的研究成果;雖然國(guó)內(nèi)目前也有針對(duì)這方面的研究,但與國(guó)外還存在著不小的差距[5-6]。為了提高我國(guó)對(duì)富鈷結(jié)殼的勘探能力,必須對(duì)富鈷結(jié)殼的原位探測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。載人潛水器的出現(xiàn)為原位探測(cè)技術(shù)提供了技術(shù)支持平臺(tái),載人潛水器能夠搭載科學(xué)家、工程技術(shù)人員、深海探測(cè)裝置以及各類設(shè)備下潛至海底進(jìn)行工作。2012年 6 月
為我國(guó)的深海探測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。圖1-3 蛟龍?zhí)栞d人潛水器Fig.1-3 Dragon manned submersible圖1-4 載人潛水器支持母船F(xiàn)ig.1-4 Manned submersible support mothership1.2 富鈷結(jié)殼探測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀1.2.1 非聲學(xué)探測(cè)技術(shù)對(duì)于富鈷結(jié)殼的非聲學(xué)探測(cè)技術(shù)主要分為地質(zhì)拖網(wǎng)與鉆芯取樣的方法。地質(zhì)拖網(wǎng)主要應(yīng)用于對(duì)富鈷結(jié)殼的大規(guī)模采樣中使用,這種方法大多是針對(duì)某一海山的富鈷結(jié)殼進(jìn)行采集,探測(cè)面積很大,但是精度很低。而鉆芯取樣是直接通過(guò)探頭擊穿富鈷結(jié)殼,并對(duì)富鈷結(jié)殼穿透部分進(jìn)行采樣,進(jìn)行岸上反演,因此,鉆芯取樣測(cè)量是目前富鈷結(jié)殼探測(cè)技術(shù)中最準(zhǔn)確的方法[8],中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的于彥江等人針對(duì)深海潛鉆在富鈷結(jié)殼勘探中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,通過(guò)對(duì)海底某塊富鈷結(jié)殼實(shí)施鉆芯,從而得到了富鈷結(jié)殼的巖心部分,并發(fā)現(xiàn)巖心部分具有明顯的分層結(jié)構(gòu),能夠輕易地判斷出富鈷結(jié)殼的厚度[9]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)如同介紹的那樣極為明顯
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)序B樣條曲線的曲面擬合算法[J]. 王文珂,李思昆. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[2]最小二乘法在復(fù)雜曲面擬合中的應(yīng)用[J]. 關(guān)娟,梅國(guó)平. 航空精密制造技術(shù). 2013(02)
[3]小波降噪在超聲回波信號(hào)處理中的應(yīng)用[J]. 周知進(jìn),文澤軍,卜英勇. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2009(02)
[4]刀具磨損聲發(fā)射信號(hào)處理中小波基選取的研究[J]. 聶鵬,王東磊,王哲峰,徐濤. 工具技術(shù). 2009(01)
[5]海底富鈷結(jié)殼物理特性的試驗(yàn)研究[J]. 周知進(jìn),卜英勇. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2008(05)
[6]改進(jìn)的小波閾值消噪法應(yīng)用于超聲信號(hào)處理[J]. 陳益,李書. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(04)
[7]海底淺表層信息聲探測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 吳自銀,鄭玉龍,初鳳友,陶春輝,高金耀. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2005(11)
[8]海底聲學(xué)底質(zhì)分類技術(shù)的研究現(xiàn)狀與前景[J]. 陶春輝,金翔龍,許楓,顧春華,何擁華. 東海海洋. 2004(03)
[9]帶形狀參數(shù)的均勻B樣條[J]. 王文濤,汪國(guó)昭. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
[10]小波門限消噪法應(yīng)用中分解層數(shù)及閾值的確定[J]. 張吉先,鐘秋海,戴亞平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2004(02)
博士論文
[1]深海鈷結(jié)殼采集之微地形探測(cè)技術(shù)(淺水實(shí)驗(yàn)階段)研究[D]. 羅柏文.中南大學(xué) 2008
[2]深海鈷結(jié)殼螺旋滾筒切削采集法的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉勇.中南大學(xué) 2002
[3]鈷結(jié)殼和基巖的特性與模擬研究[D]. 邱長(zhǎng)軍.中南大學(xué) 2002
碩士論文
[1]幾類擴(kuò)展Bézier曲線的延拓方法研究[D]. 李翡.中南大學(xué) 2012
[2]基于小波分析的超聲波信號(hào)降噪研究[D]. 劉瑾.中國(guó)石油大學(xué) 2010
[3]基于小波變換的超聲波信號(hào)檢測(cè)與處理研究[D]. 付光懷.江南大學(xué) 2008
本文編號(hào):2948575
【文章來(lái)源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
海底富鈷結(jié)殼(一)
圖1-1 海底富鈷結(jié)殼(一)Fig.1-1 Seabed cobalt-rich crust (1)圖1-2 海底富鈷結(jié)殼(二)Fig.1-2 Seabed cobalt-rich crust (2)富鈷結(jié)殼生長(zhǎng)環(huán)境十分特殊,如果想要對(duì)富鈷結(jié)殼進(jìn)行精確探測(cè),在富鈷結(jié)殼的原生環(huán)境下,對(duì)富鈷結(jié)殼進(jìn)行原位探測(cè)是最為有效的方法。利用原位探測(cè)技術(shù)能夠最為直觀地了解富鈷結(jié)殼分布、生長(zhǎng)情況以及礦產(chǎn)含量。然而受限于技術(shù)發(fā)展水平,這種原位探測(cè)的方式是十分困難的。目前,國(guó)外在富鈷結(jié)殼原位探測(cè)方面進(jìn)行了許多研究,并取得了不錯(cuò)的研究成果;雖然國(guó)內(nèi)目前也有針對(duì)這方面的研究,但與國(guó)外還存在著不小的差距[5-6]。為了提高我國(guó)對(duì)富鈷結(jié)殼的勘探能力,必須對(duì)富鈷結(jié)殼的原位探測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。載人潛水器的出現(xiàn)為原位探測(cè)技術(shù)提供了技術(shù)支持平臺(tái),載人潛水器能夠搭載科學(xué)家、工程技術(shù)人員、深海探測(cè)裝置以及各類設(shè)備下潛至海底進(jìn)行工作。2012年 6 月
為我國(guó)的深海探測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。圖1-3 蛟龍?zhí)栞d人潛水器Fig.1-3 Dragon manned submersible圖1-4 載人潛水器支持母船F(xiàn)ig.1-4 Manned submersible support mothership1.2 富鈷結(jié)殼探測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀1.2.1 非聲學(xué)探測(cè)技術(shù)對(duì)于富鈷結(jié)殼的非聲學(xué)探測(cè)技術(shù)主要分為地質(zhì)拖網(wǎng)與鉆芯取樣的方法。地質(zhì)拖網(wǎng)主要應(yīng)用于對(duì)富鈷結(jié)殼的大規(guī)模采樣中使用,這種方法大多是針對(duì)某一海山的富鈷結(jié)殼進(jìn)行采集,探測(cè)面積很大,但是精度很低。而鉆芯取樣是直接通過(guò)探頭擊穿富鈷結(jié)殼,并對(duì)富鈷結(jié)殼穿透部分進(jìn)行采樣,進(jìn)行岸上反演,因此,鉆芯取樣測(cè)量是目前富鈷結(jié)殼探測(cè)技術(shù)中最準(zhǔn)確的方法[8],中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的于彥江等人針對(duì)深海潛鉆在富鈷結(jié)殼勘探中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,通過(guò)對(duì)海底某塊富鈷結(jié)殼實(shí)施鉆芯,從而得到了富鈷結(jié)殼的巖心部分,并發(fā)現(xiàn)巖心部分具有明顯的分層結(jié)構(gòu),能夠輕易地判斷出富鈷結(jié)殼的厚度[9]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)如同介紹的那樣極為明顯
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)序B樣條曲線的曲面擬合算法[J]. 王文珂,李思昆. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[2]最小二乘法在復(fù)雜曲面擬合中的應(yīng)用[J]. 關(guān)娟,梅國(guó)平. 航空精密制造技術(shù). 2013(02)
[3]小波降噪在超聲回波信號(hào)處理中的應(yīng)用[J]. 周知進(jìn),文澤軍,卜英勇. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2009(02)
[4]刀具磨損聲發(fā)射信號(hào)處理中小波基選取的研究[J]. 聶鵬,王東磊,王哲峰,徐濤. 工具技術(shù). 2009(01)
[5]海底富鈷結(jié)殼物理特性的試驗(yàn)研究[J]. 周知進(jìn),卜英勇. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2008(05)
[6]改進(jìn)的小波閾值消噪法應(yīng)用于超聲信號(hào)處理[J]. 陳益,李書. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(04)
[7]海底淺表層信息聲探測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 吳自銀,鄭玉龍,初鳳友,陶春輝,高金耀. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2005(11)
[8]海底聲學(xué)底質(zhì)分類技術(shù)的研究現(xiàn)狀與前景[J]. 陶春輝,金翔龍,許楓,顧春華,何擁華. 東海海洋. 2004(03)
[9]帶形狀參數(shù)的均勻B樣條[J]. 王文濤,汪國(guó)昭. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
[10]小波門限消噪法應(yīng)用中分解層數(shù)及閾值的確定[J]. 張吉先,鐘秋海,戴亞平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2004(02)
博士論文
[1]深海鈷結(jié)殼采集之微地形探測(cè)技術(shù)(淺水實(shí)驗(yàn)階段)研究[D]. 羅柏文.中南大學(xué) 2008
[2]深海鈷結(jié)殼螺旋滾筒切削采集法的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉勇.中南大學(xué) 2002
[3]鈷結(jié)殼和基巖的特性與模擬研究[D]. 邱長(zhǎng)軍.中南大學(xué) 2002
碩士論文
[1]幾類擴(kuò)展Bézier曲線的延拓方法研究[D]. 李翡.中南大學(xué) 2012
[2]基于小波分析的超聲波信號(hào)降噪研究[D]. 劉瑾.中國(guó)石油大學(xué) 2010
[3]基于小波變換的超聲波信號(hào)檢測(cè)與處理研究[D]. 付光懷.江南大學(xué) 2008
本文編號(hào):2948575
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