一種基于聲吶電磁協(xié)同探測技術(shù)的海洋沉潛油檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于海洋環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種運用聲吶與電磁結(jié) 合探測技術(shù)，實現(xiàn)海洋沉潛油檢測的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，通過海上運輸?shù)脑土考眲≡黾?，相?yīng)的油輪事故 造成原油泄漏事件頻頻發(fā)生，并且岸邊儲油罐、海上輸油管道和油井溢油事件也時有發(fā)生。 當溢油經(jīng)過風化和海水運動等多重作用，部分溢油發(fā)生沉潛，形成沉潛油。沉潛油有沉降到 海底的沉底油，也有懸浮在海水中的懸浮油。由于沉潛油難以發(fā)現(xiàn)，風化速度非常緩慢，對 海洋生態(tài)環(huán)境造成長期影響，而且沉潛油會隨著水溫、水流等條件的變化反復上浮，形成對 岸線的多次污染，極大的影響海洋水產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)的正常作業(yè)，嚴重制約經(jīng)濟發(fā)展。
[0003] 目前國際上對于沉潛油的探測主要有：現(xiàn)場采樣、光學探測、聲納探測、激光熒光、 熒光偏振等方法。其中，現(xiàn)場采樣、物理和化學采樣可獲取溢油信息，誤判率低，但是受限于 海況，且對沉潛油的采樣也有一定局限性；水下光學探測方法的誤判率低，但其在海水中觀 測范圍?。患す鉄晒夂蜔晒馄窨色@取溢油信息，但對于沉潛油的檢測技術(shù)還不是很成熟， 也易于受到海水渾濁度的影響。綜上，現(xiàn)有針對沉潛油的探測技術(shù)，還不能滿足海洋大范圍 精確探測，并且現(xiàn)有的一些方法耗費人力物力嚴重。所以探索一種可實現(xiàn)大范圍且低成本 的探測技術(shù)就顯得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是要提供一種基于聲吶電磁協(xié)同探 測技術(shù)的海洋沉潛油檢測裝置，其能夠較為準確地探測海洋中的沉潛油，而且具有探測范 圍廣，成本低等特點；同時其可為海洋沉潛油清理、加強海洋污染監(jiān)測執(zhí)法力度，提供了強 有力的信息支持和可靠保障。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0006] -種基于聲吶電磁協(xié)同探測技術(shù)的海洋沉潛油檢測裝置，其特征在于：
[0007] 包括聲吶電磁波發(fā)射單元、聲吶電磁波接收單元、信號采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、 控制單元以及顯示單元；
[0008] 其中，所述聲吶電磁波發(fā)射單元連接所述控制單元，其用于向待探測區(qū)域發(fā)射聲 吶信號以及電磁波信號；
[0009] 所述聲吶電磁波接收單元連接所述信號采集單元；其用于接收待探測區(qū)域返回的 聲吶信號以及電磁波信號；
[0010] 所述信號采集單元連接數(shù)據(jù)處理單元，其用于對接收到的聲吶信號和電磁波信號 進行預處理；
[0011] 所述數(shù)據(jù)處理單元連接所述控制單元，其用于將接收到的經(jīng)預處理后的聲吶信號 和電磁波信號進行分析處理，獲得對應(yīng)的沉潛油探測信息；
[0012] 所述控制單元連接所述顯示單元，為整個裝置的控制中心，在所述數(shù)據(jù)處理單元 獲得沉潛油探測信息后，將該沉潛油探測信息實時發(fā)送至所述顯示單元進行顯示。
[0013] 進一步的，所述聲吶電磁波發(fā)射單元包括聲吶發(fā)射裝置以及電磁波發(fā)射裝置；其 中所述聲吶發(fā)射裝置采用側(cè)掃聲吶發(fā)射或多波束聲吶發(fā)射，所述電磁波發(fā)射裝置采用微波 發(fā)射裝置。
[0014] 進一步的，所述聲吶電磁波發(fā)射單元可直接安裝在承載有本海洋沉潛油檢測裝置 的載體上或者投放于待檢測區(qū)域范圍內(nèi)，以信號線纜或者無線通信方式連接所述控制單 JL〇
[0015] 進一步的，所述數(shù)據(jù)處理單元包括基于聲吶信號以及電磁波信號分析的聲學和電 磁學協(xié)同探測的基準數(shù)據(jù)庫，該基準數(shù)據(jù)庫可用于在接收到的經(jīng)預處理后的聲吶信號后， 分析出其對應(yīng)的包含有聲波反射系數(shù)、聲波海底反射損失和聲衰減系數(shù)等參數(shù)的聲波信息 后，進一步分析接收到的經(jīng)預處理后的電磁波信號包含有衰減量和附加相移量等參數(shù)的電 磁波信息后，根據(jù)實際檢測中所得的聲波信息以及電磁波信息與該數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)各個的基 準數(shù)據(jù)進行比較來判斷是否存在沉潛油。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：
[0017] 1、本實用新型采用聲吶電磁協(xié)同探測技術(shù)，有效解決原有的技術(shù)存在的探測范圍 小，設(shè)備成本高等問題，同時聲吶電磁協(xié)同探測技術(shù)可以較為準確地探測海洋中的沉潛油， 而且具有探測范圍廣，方法簡單易行，成本低等特點。
[0018] 2、國內(nèi)有關(guān)沉潛油探測的研究，存在特性比較單一，而且單一方法的精度不高，誤 報率高等缺陷，現(xiàn)有技術(shù)還不能很好解決相關(guān)沉潛油檢測的問題，而將聲吶和電磁相結(jié)合， 就可以很好的避免單一檢測方法的缺點；
[0019] 3、數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置基準數(shù)據(jù)庫，本實用新型基于聲吶遠程初步探測一聲吶電磁 共同探測的聲吶電磁協(xié)同探測模式，有效提高了探測的精度，突破現(xiàn)有拖曳式探測方法的 關(guān)鍵技術(shù)，同時根據(jù)反射回的聲吶信號和電磁波信號具有高效的運算能力，并根據(jù)前期調(diào) 研建立相關(guān)的數(shù)據(jù)處理庫，使本裝置具有普遍的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)組成框圖；
[0021] 圖2是本實用新型一基于聲吶電磁協(xié)同探測技術(shù)的海洋沉潛油探測原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本實 用新型進行進一步詳細說明。
[0023] 鑒于已有探測技術(shù)存在的諸多缺陷，本實用新型設(shè)計了一種基于聲吶電磁協(xié)同探 測的海洋沉潛油檢測裝置。
[0024] 本實用新型設(shè)計原理：
[0025] 由于海水的電導率較大，對電磁波有屏蔽作用，并且電磁波的頻率越高衰減的越 快，所以單純采用的微波波段的電磁波在海水中的探測距離有限。而聲波在海水中的傳播 距離較遠，探測范圍廣，但是聲吶探測難以區(qū)分水下沉潛油與水下植物的反射聲波信息，對 于軟的、平滑的、凹陷的海底回波信號較弱，探測精度不高。因此需要設(shè)計一種聲吶電磁協(xié) 同探測技術(shù)實現(xiàn)方案，即首先使用聲吶探測對大范圍的區(qū)域進行沉潛油探測，發(fā)現(xiàn)沉潛油 存在的大致區(qū)域后，將載有聲吶電磁探測裝置的載體--船舶靠近該區(qū)域，達到電磁波可探 測的距離后，進行電磁波探測，進一步探測沉潛油的存在及相關(guān)信息。
[0026] 基于上述原理，如圖1、圖2所示，本實用新型包括聲吶電磁波發(fā)射單元、聲吶電磁 波接收單元、信號采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、控制單元以及顯示單元；
[0027] 其中，所述聲吶電磁波發(fā)射單元連接所述控制單元，其用于向待探測區(qū)域發(fā)射聲 吶信號以及電磁波信號；所述聲吶電磁波發(fā)射單元包括聲吶發(fā)射裝置以及電磁波發(fā)射裝 置；其中所述聲吶發(fā)射裝置采用側(cè)掃聲吶發(fā)射或多波束聲吶發(fā)射，所述電磁波發(fā)射裝置采 用微波發(fā)射裝置或者稱為微波發(fā)射器。同時所述聲吶電磁波發(fā)射單元可直接安裝在承載有 本海洋沉潛油檢測裝置的船舶上或者投放于待檢測區(qū)域范圍內(nèi)，以信號線纜或者無線通信 方式連接所述控制單元。
[0028] 所述聲吶電磁波接收單元連接所述信號采集單元，將接收到的聲吶信號和電磁波 信號發(fā)送至所述信號采集單元進行預處理；
[0029] 所述信號采集單元連接所述數(shù)據(jù)處理單元，其用于對接收到的聲吶信號和電磁波 信號進行預處理，消除雜波干擾；所述預處理包括對所得信號進行濾波以及相應(yīng)的電信號 轉(zhuǎn)換等。
[0030] 所述數(shù)據(jù)處理單元連接所述控制單元，其用于將接收到的經(jīng)預處理后的聲吶信號 和電磁波信號進行分析處理后獲得對應(yīng)的沉潛油探測信息（聲波信息與電磁波信息）；
[0031] 進一步的，所述數(shù)據(jù)處理單元包括基于聲吶信號以及電磁波信號分析的聲學和電 磁學協(xié)同探測的基準數(shù)據(jù)庫，該基準數(shù)據(jù)庫可用于在接收到的經(jīng)預處理后的聲吶信號后， 分析出其對應(yīng)的包含有聲波反射系數(shù)R、聲波海底反射損失BL和聲衰減系數(shù)a _等參數(shù)的 聲波信息后，根據(jù)實際檢測中所得的聲波信息與該數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)各個的基準數(shù)據(jù)（私、BL。、 ）初步判斷是否存在沉潛油，隨后基于該基準數(shù)據(jù)庫進一步分析接收到的經(jīng)預處理后 的電磁波信號包含有衰減量a和附加相移量等參數(shù)的電磁波信息與該數(shù)據(jù)庫中對應(yīng) 各個的基準數(shù)據(jù)< aK。、進一步比較判斷是否存在沉潛油。
[0032] 所述基準數(shù)據(jù)庫主要是依據(jù)可判斷海底沉潛油信息的參數(shù)如包括聲波反射系數(shù)、 聲波海底反射損失和聲衰減系數(shù)的聲波信息；以及包括電磁波衰減量和附