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为研究深海海底沉积物声学特性与物理性质相关关系,于2016年11月在实验室对水深3164～5 592 m的菲律宾海深海海底沉积物柱状样品的声学特性进行测量,获取了沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数等声学特性参数。结合沉积物的孔隙度和密度等物理性质参数,分析了海底沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数与孔隙度、密度的相关关系,建立了该海域海底沉积物声学特性回归方程。研究结果表明:研究区深海数据与浅海回归方程符合度较差,与深海回归方程符合度较好;Hamilton校正方法有助于修正实验室测量引起的温度和压力误差,声速比与Hamilton方程符合度比声速好;声阻抗和声阻抗指数与物理性质参数的相关性优于声速和声速比。此外,研究认为由于海底沉积物的沉积环境较为复杂,其声学特性回归方程存在差异。由于上述差异的存在,在使用基于不同海域数据建立的回归方程进行海底沉积物声学特性预测时,应加以区别对待。该研究丰富了深海海底沉积物声学数据,对促进深海海底沉积物声学深入研究具有一定的借鉴意义。 相似文献
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砂土是主要的海底沉积物类型之一,明确砂质沉积物声学与物理性质的关系对海底底质和地层探测至关重要。本文利用超声探测仪和自制的试样制备测试装置,模拟制备不同沉积状态的砂土试样,同步开展超声测试和物理性质测试,探讨砂质沉积物声速测试方法及影响因素,揭示砂质沉积物压缩波速与物理参数的内在联系。试验结果和分析表明:换能器接触管壁的间接测量方法中,声波多路径传播可显著影响沉积物声速测量的准确性,而换能器接触试样的直接测量方法可避免这一影响;30 kHz至100 kHz的不同频率对压缩波速测量结果没有明显影响。砂质沉积物的压缩波速与密度、孔隙度、含水率有较好的相关性,相关系数分别为0.87、0.86、0.84,并且随密度的增大而增大,随孔隙度、含水量的增大而减小。砂质沉积物的压缩波速与中值粒径的相关系数小于0.6,对物质组成不敏感。另外,与声速相比,砂质沉积物的声阻抗与密度、孔隙度、含水量的相关性更高。砂质沉积物压缩波速对饱和度非常敏感,例如,饱和度从0.971增至0.994时,压缩波速从393.3 m·s-1急剧增大到748.5 m·s-1,需特别注意。 相似文献
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海底沉积物的声学测量是海底测深的关键技术之一,应用于海底地形地貌测量、海洋矿产资源开采和海底工程建设等。海底沉积物声学测量方法中的原位测量方法可以避免保真采样法的强扰动性和遥测法的准确度、精度及灵敏度的不确定性等缺点,如何改进原位测量系统渐成为海底探测的研究热点。通过分析现有海底沉积物原位测量设备测试换能器的工作原理,针对垂直压入方式换能器测量深度有限,提出了一种通过改变换能器压入沉积物的角度来增加测量深度的方法。在理论上论证出在不低于换能器接收阈值时,测量深度随着掠射角的增加而增加。在不增加压入深度的前提下提供了一种增加测量深度方法。 相似文献
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假设海底为一液态层复盖一孔隙弹性固体半空间,用声阻抗的概念,导出了其上的声反射系数的唯象公式。再将松散的沙（泥）质沉积物中的声阻抗的表式用于液态层,建立了反射系数与沙（泥）质沉积物的具体参数的联系。文末对高声频情况下的海底上的声反射系数进行了简化。并对几个特例作了数值计算。 相似文献
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《应用海洋学学报》2015,(4)
根据2014年在南中国海开展声学试验的定深爆炸宽带声信号数据进行海底地声参数反演.考虑到不同海底声参数对不同声场物理参数的敏感程度不同以及不同海底声参数对不同反演方法的敏感程度亦不同,综合应用2种反演方法得到不同底质声参数:(1)根据接收的直达波和海底反射波计算得到关注海域的海底反射系数进而反演得到海底声阻抗;(2)实验海区的海底地形为大陆坡,选取Hamilton总结的关于沉积物声速与沉积物密度关系的经验公式,结合沉积物声阻抗与沉积物声速、沉积物密度的关系,进而反演得到沉积物声速和沉积物密度.沉积物声学参数的取样测量是在实验室条件下进行的,温度为23℃,大气压1×105Pa,由于沉积物孔隙海水是决定沉积物声速的关键且受温度压强变化的影响显著,本研究利用沉积物声速与孔隙海水声速的比值即使在温度压强变化的情况下较稳定的特点,可对沉积物声速在实验室条件和海底原位条件进行校正.校正到海底温度和压强后,反演结果与沉积物取样的实测结果和Hamilton总结的结果吻合得相当好:(1)声阻抗的反演结果为2.065 6×10~5g/(cm2·s),修正后的沉积物取样结果则为2.046 0×10~5g/(cm~2·s),Hamilton总结的结果为2.238 0×10~5g/(cm~2·s);(2)声速的反演结果为1 482.6m/s,修正后的沉积物取样结果为1 467.5 m/s,Hamilton总结的结果为1 502.8 m/s;(3)密度的反演结果为1.393 2 g/cm3,沉积物取样结果为1.400 0 g/cm~3,Hamilton总结的结果为1.489 0 g/cm3. 相似文献
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南黄海海底沉积物声学特性及其影响因素试验研究 总被引：5，自引：2，他引：3
利用自南黄海中西部海底取回的沉积物样品,对其声学特性及其影响因素进行了试验研究,结果显示,研究区海底沉积物的压缩波速为1.359 ~1.695 km/s,剪切波速为12.5 ~70.9 m/s;颗粒较细的沉积物与较低的压缩波速、剪切波速对应,主要集中在研究区东侧水深较深处;沉积物的物理力学性质对其压缩波速、剪切波速的影响较显著,沉积物的温度和换能器的频率对上述声学两参数也具有一定的影响,而沉积物的包含物及薄夹层等影响声波传播的理论计算结果。给出了研究区海底沉积物物理力学各参数与压缩波速、剪切波速之间的回归方程,以期为国防、工程提供基础资料。 相似文献
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为探讨浅地层剖面声学影像形成原理,探索不同类型沉积物声学影像特征,厘清不同沉积物厚度的识别算法,采用模块化设计理念研发一套新型浅地层剖面仪室内试验平台。综合室内定位技术、浅剖试验平台尺寸合理性分析技术、直线轨道与换能器之间的固定连接技术和海底声学参数反演技术,形成一个试验高效的新型平台。通过铺设沉积物和布设障碍物,利用浅地层剖面仪进行走航测试,精确识别了沉积物的厚度和障碍物的位置。该平台可为开展理想环境下沉积物厚度和障碍物识别提供较好的测试环境,为声学海洋设备性能检测提供测试平台,也为高校学生和技术人员提供设备使用培训场所。 相似文献
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在复杂的水声信道中 ,实现高速率的数据传输 ,水声换能器的带宽是一个重要的技术问题。实验中 ,为了拓宽换能器的带宽 ,我们利用圆柱形压电换能器的径向振动与液腔振动相耦合原理研制自由溢流式换能器和利用纵向振动与前盖板弯曲振动相耦合原理研制纵向振动复合棒换能器。本文介绍适应于复杂的水声信道中 ,进行高速率数据传输的两种宽频带换能器的研制 相似文献
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利用纵振换能器的纵向振动与换能器前盖板的弯曲振动相耦合原理，采用纵振换能器与声反射器配合，研制出一种适应在复杂海洋声信道进行高速率传输，具有低频，宽带，大功率等优点的水声换能器。 相似文献
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本文介绍根据压电效应原理，对纵向压电换能器进行预应力控制。在纵向压电换能器的制作中，通过调整预应力的大小以保证换能器性能的一致性。 相似文献
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利用溢流式换能器的液腔振动和径向振动耦合原理获得较宽的频率响应;采用声反射系统使换能器在垂直方向形成高指向性,换能器的方向性能指数增加２２ｄＢ。 相似文献
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在水声领域中 ,宽频带换能器是一个极其重要的研究方向。许多学者利用压电陶瓷圆柱各种振动模式的耦合 ,研究设计出各种类型的宽带换能器。Ｍｃｍａｈｏｎ１９６４年采用开口式压电陶瓷圆管 ,利用液柱共振频率与圆管径向共振频率相耦合设计宽带自由溢流式换能器。袁易全１９８３年 ,利用有限长压电薄圆管的径、长耦合设计宽频带发射换能器。上述学者均是对低频宽带换能器进行研究。在作者承担的利用超声波辐射提高海水鱼类精子受精能力的研究课题中 ,需要应用水平方向性均匀、高频宽频带发射器。为此 ,通过合理地设计换能器的结构尺寸 ,采用… 相似文献
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利用多孔结构增加换能器频带宽度,是换能器设计方面的一个新的理论问题。本文指出,换能器辐射块钻孔引起等效质量的减少,是导致频带变宽的主要原因。 对园台形辐射块钻孔的换能器,用一般解析法求其振速分布是困难的。本文采用有限元方法求其振速的数值解,并算出了换能器的等效质量及带宽变化。该计算方法同样适用于辐射块前端或中间沿轴向钻孔的复合式和夹心式压电换能器等效质量的计算。 相似文献
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利用多孔结构增加换能器频带宽度，是换能器设计方面的一个新的理论问题。本文指出，换能器辐射块钻孔引起等效质量的减少，是导致频带变宽的主要原因．对园台形辐射块钻孔的换能器，用一般解析法求其振速分布是困难的。本文采用有限元方法求其振速的数值解，并算出了换能器的等效质量及带宽变化。该计算方法同样适用于辐射块前端或中间沿轴向钻孔的复合式和夹心式压电换能器等效质量的计算。 相似文献
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利用多孔结构增加换能器频带宽度，是换能器设计方面的一个新的理论问题。本文指出，换能器辐射盖板钻孔引起等效质量的减小，是导致频带变宽的主要原因。 相似文献