[发明专利]一种深海模拟声学实验台及其使用方法有效

专利信息
申请号: 201310392247.8 申请日: 2013-09-02
公开(公告)号: CN103454684A 公开(公告)日: 2013-12-18
发明(设计)人: 秦华伟;胡杭民;袁惠得;韩冀皖;陈鹰;邱文 申请(专利权)人: 杭州电子科技大学
主分类号: G01V1/38 分类号: G01V1/38
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 杜军
地址: 310018 浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 深海 模拟 声学 实验 及其 使用方法
【说明书】:

技术领域

发明属于海洋勘探设备技术领域,涉及一种深海模拟声学实验台及其使用方法。

背景技术

海底拥有丰富的矿藏资源,海洋资源的开发,特别是深海底赋存的各种矿藏资源的开发是一个崭新的技术领域。深海热液、冷泉、石油和天然气等资源将成为21世纪人类的主要能源之一。在地壳内部的作用下,它们经常会以气泡的形式往外排放富含各种化学物质的气体,通过探测这些气泡可探测并定位相应的深海矿藏。但由于深海底复杂的地质、洋流、压力、温度等环境条件,研究深海探测方法是当今世界的前沿科学。声学探测是迄今为止,在海洋探测方面应用较为广泛的一种的方法,但均局限于近距离接触式或大范围普查式。为研究远距离声学精准探测方法的机理,并在实验室进行模拟实验,开发相关实验台迫在眉睫。目前,用于科研的较为完善的深海模拟声学实验台未见大范围推广。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足,提供一种深海模拟声学实验台及其使用方法,可实现深海模拟高压环境下,进行声学探测实验。

一种深海模拟声学实验台,包括水箱系统、调压保压系统、气泡发生系统、水箱压力保护系统和声学系统。

所述水箱系统包括密闭的水箱外壳、密封圈、锁紧卡箍、支撑台架、自动开启装置、温度计、压力补偿器以及若干连接通道,其中水箱外壳由铁质材料制成框架,除底面外的五个面均配有耐高温、耐高压、耐腐蚀的有机玻璃或石英玻璃制成的玻璃窗,水箱外壳由水箱盖和水箱体组成,并由水箱盖两侧的锁紧卡箍将两者锁紧固定,结合处由密封圈确保密封无隙;支撑台架位于水箱体底部;自动开启装置安装于水箱盖上部中央;温度计安装于水箱盖左侧上;压力补偿器安装于水箱体右侧中部;分别位于水箱体左侧的两个连接通道和右侧、底部的两个连接通道作为调压保压系统、气泡发生系统、水箱压力保护系统、声学系统与水箱系统之间的接口。

所述调压保压系统包括第一气体压缩机、前调压二通阀、模拟海水箱、调压稳压阀、调压流量计、液体增压泵、液体增压泵二通阀、调压压力表、调压三通阀、后调压二通阀、保压三通阀、保压压力表、回流二通阀、第一控制器以及泄压阀;所述第一气体压缩机具有两个出口,其中一个出口与前调压二通阀的一端相连,另一个出口与位于水箱顶部的回流二通阀的一端相连,回流二通阀的另一端与水箱相连;所述调压前二通阀的另一端与模拟海水箱的一个接口相连,模拟海水箱的另外两个接口中的一个接口由管道连接至调压稳压阀的进口,另一个接口由管道连接至泄压阀的出口,泄压阀进口与调压三通阀、后调压二通阀之间的管道相连;所述调压稳压阀出口与调压流量计的一端相连,调压流量计另一端与调压三通阀的左侧进口相连;调压三通阀的右侧出口与后调压二通阀的一端相连,上侧出口与调压压力表相连相连;后调压二通阀的另一端与水箱相连;液体增压泵二通阀的一端与液体增压泵相连,另一端与与调压流量计和调压三通阀之间的管道相连;液体增压泵外接第一控制器;位于水箱顶部的保压三通阀配有保压压力表。

所述气泡发生系统包括压力表、流量计、稳压阀、节流阀、曝气装置以及第二气体压缩机;其中曝气装置位于水箱右下侧;第二气体压缩机出口与节流阀进口相连;节流阀的出口与稳压阀的进口相连;稳压阀的出口与流量计的一端相连;流量计的另一端与压力表的一端相连;压力表的另一端与曝气装置相连。

所述水箱压力保护系统包括第二控制器、电磁阀、气动阀、防爆阀、盛水器以及第三气体压缩机;其中电磁阀进口与水箱相连,出口与气动阀的进口相连,同时外接第二控制器、第三空气压缩机;气动阀的出口与盛水器相连;其中防爆阀的进口连接于水箱与电磁阀之间的管道,出口连接于盛水器;第二控制器配有压力传感器。

所述声学系统包括信号发生器、功率放大器、超声波探头和数据采集系统,其中超声波探头集超声波发生和接收于一体,布放于水箱的左侧;数据采集系统包括数据采集卡和计算机,与超声波探头的信号输出端相连;功率放大器的输出端与超声波探头的信号输入端相连, 功率放大器的输入端与信号发生器的信号输出端相连。

上述深海模拟声学实验台的使用方法包括水箱装配、调压保压、气泡发生、声学探测四个部分,具体步骤如下:

A、水箱装配过程:

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