如今,人類已不滿足于陸地資源的開采,隨著技術(shù)的進(jìn)步,海底多金屬結(jié)核礦產(chǎn)已經(jīng)從調(diào)查研究階段進(jìn)入到試驗(yàn)開采階段,以便為未來的商業(yè)開采提供技術(shù)依據(jù),這其中采礦對(duì)海底環(huán)境造成的擾動(dòng)要進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)估,因此采礦擾動(dòng)環(huán)境影響監(jiān)測非常重要。海底錳結(jié)核開采對(duì)海洋環(huán)境造成擾動(dòng),使得沉積物懸浮,改變海底環(huán)境參數(shù),最直觀的影響是濁度值的改變,甚至可達(dá)到渾濁級(jí)別,監(jiān)測海底濁度值的變化對(duì)評(píng)估錳結(jié)核開采對(duì)海底生態(tài)系統(tǒng)的影響有著重大意義。本文分析了海底濁度監(jiān)測的要求,基于傳統(tǒng)光學(xué)濁度計(jì)量程小,抗干擾能力差,成本較高等缺點(diǎn),提出利用超聲波衰減測濁度值的方法,用來實(shí)現(xiàn)海底水的大濁度、自清潔、實(shí)時(shí)測量。研究了超聲波衰減理論模型,利用其物理性質(zhì)參數(shù)結(jié)合三種聲衰減模型進(jìn)行理論仿真,建立了超聲衰減和頻率關(guān)系、衰減和顆粒物濃度關(guān)系。因?yàn)椴傻V機(jī)擾動(dòng)導(dǎo)致海底沉積物懸浮來源單一,選擇EACH聲衰減模型用于海底懸浮物濃度變化的監(jiān)測方法設(shè)計(jì),超聲頻率范圍2MHz以下。根據(jù)理論分析結(jié)果,建立了利用超聲衰減檢測固液混合物濁度值的測量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)�；贜I虛擬儀器平臺(tái),選擇了超聲波換能器,設(shè)計(jì)了激勵(lì)信號(hào)發(fā)射模塊,超聲波信號(hào)采集與處理模塊,開發(fā)了虛擬... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

海底多金屬結(jié)核采礦示意圖

[3]，以集礦機(jī)采集頭噴射引起的懸浮云團(tuán)濁度最大，可能達(dá)到懸浮泥沙的渾濁量級(jí)。如圖1.2所示。采礦系統(tǒng)會(huì)對(duì)海底環(huán)境造成影響，其原因主要源于集礦機(jī)收集頭對(duì)海底的擾動(dòng)和運(yùn)送系統(tǒng)對(duì)海底環(huán)境的影響[3]。圖 1.2 懸浮云團(tuán)分布圖

控制信號(hào)通過 NI 機(jī)箱及數(shù)據(jù)采集卡輸出控制超聲波發(fā)射電路的開斷，使產(chǎn)生的高壓脈沖作用于換能器上發(fā)出超聲波。在發(fā)出超聲波的同時(shí)，由 LabVIEW 開始采集經(jīng)過放大濾波模塊的信號(hào)，最后儲(chǔ)存。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.1所示。圖 3.1 測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖在深海中，環(huán)境比較特殊，沒有其他噪聲的干擾，而在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，充斥各種聲波，為了減少其他聲波給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來的誤差，采用超聲波進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。在選用超聲波換能器時(shí)，頻率的選擇決定了硬件設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，頻率越高，需要的硬件設(shè)備要求越高，而且會(huì)給信號(hào)采集帶來難度，也不利于后期數(shù)據(jù)處理。不同頻率的超聲波在特定環(huán)境中的傳播速度一定，當(dāng)確定了超聲波換能器的中心頻率的大小則可以求得超聲波波長值。在等距離傳播情況下，當(dāng)超聲波通過固液混合物時(shí)，頻率越高，則超聲波衰減越明顯，因此確定合適的超聲波換能器的中心頻率能夠取得更好的實(shí)驗(yàn)效果。綜上所述再結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多金屬結(jié)核采礦對(duì)海底沉積物擾動(dòng)的數(shù)值分析[J]. 齊瀚琛,王英.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]超聲波泥水密度檢測影響因素的研究[J]. 姚麗,胡宇,趙海峰.  計(jì)算機(jī)仿真. 2014(10)
[3]不同介質(zhì)中超聲波傳播速度測量方法之比較[J]. 李艷琴.  大學(xué)物理實(shí)驗(yàn). 2014(02)
[4]載人航天器內(nèi)超聲在軌檢漏的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[J]. 李唯丹,閆榮鑫,孫偉,綦磊.  航天器環(huán)境工程. 2014(02)
[5]基于超聲波定位的智能跟隨小車[J]. 蔡磊,周亭亭,郭云鵬,陳素芳,吳漢幫.  電子測量技術(shù). 2013(11)
[6]基于PXI和LabVIEW的雙板卡遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 閆紀(jì)紅,楊偉成.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2013(07)
[7]濁度的檢測原理及方法[J]. 左輝.  中國計(jì)量. 2012(04)
[8]基于虛擬儀器的底質(zhì)聲學(xué)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王寧,王英,周建平,呂妙麗.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[9]基于超聲多重反射法測量高衰減流體媒質(zhì)聲阻抗及濃度[J]. 孟瑞鋒,劉振鋒,鐘建軍,張麗芬,葉興乾,劉東紅.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(12)
[10]半波整流濾波電路的仿真實(shí)驗(yàn)及研究[J]. 楊育霞,李志輝.  實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2011(03)

碩士論文
[1]聲波透射法在樁基檢測中的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孫民.大連海事大學(xué) 2017
[2]超聲波礦漿粒度與濃度檢測系統(tǒng)的研究[D]. 魏露.燕山大學(xué) 2016
[3]聲波透射法在混凝土灌注樁完整性檢測中的改進(jìn)研究[D]. 賈永濤.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于組合頻譜的激光粒度測試優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 劉翠翠.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[5]基于超聲波的混合介質(zhì)中套管探測研究[D]. 馮宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]超聲法一次風(fēng)流速和煤粉濃度在線測量研究[D]. 喬榛.南京理工大學(xué) 2013
[7]聲場可視化研究[D]. 王瑋.東華大學(xué) 2011
[8]光電濁度儀的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉暢.電子科技大學(xué) 2008
[9]基于超聲波的便攜式泥漿密度測試儀研究[D]. 張浩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[10]散射光式濁度儀及信號(hào)處理的研究[D]. 盛強(qiáng).太原理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3434424