一种基于声呐电磁协同探测技术的海洋沉潜油检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于声呐电磁协同探测技术的海洋沉潜油检测装置，其包括声呐电磁波发射单元、声呐电磁波接收单元、信号采集单元、数据处理单元、控制单元以及显示单元；声呐电磁波发射单元连接控制单元，其用于向待探测区域发射声呐信号以及电磁波信号；声呐电磁波接收单元通过信号采集单元连接数据处理单元，其用于将接收到的声呐信号和电磁波信号进行预处理；数据处理单元连接控制单元，其用于将接收到的经预处理后的声呐信号和电磁波信号进行分析处理，获得对应的沉潜油探测信息；控制单元连接显示单元，为整个装置的控制中心，在数据处理单元获得沉潜油探测信息后，将该信息实时发送至显示单元进行显示。本实用新型专利技术具有探测范围广，方法简单易行，成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于海洋环境检测
，具体的说是涉及一种运用声呐与电磁结 合探测技术，实现海洋沉潜油检测的装置。
技术介绍
近年来，随着全球经济的发展，通过海上运输的原油量急剧增加，相应的油轮事故 造成原油泄漏事件频频发生，并且岸边储油罐、海上输油管道和油井溢油事件也时有发生。 当溢油经过风化和海水运动等多重作用，部分溢油发生沉潜，形成沉潜油。沉潜油有沉降到 海底的沉底油，也有悬浮在海水中的悬浮油。由于沉潜油难以发现，风化速度非常缓慢，对 海洋生态环境造成长期影响，而且沉潜油会随着水温、水流等条件的变化反复上浮，形成对 岸线的多次污染，极大的影响海洋水产业、旅游业的正常作业，严重制约经济发展。 目前国际上对于沉潜油的探测主要有：现场采样、光学探测、声纳探测、激光荧光、 荧光偏振等方法。其中，现场采样、物理和化学采样可获取溢油信息，误判率低，但是受限于 海况，且对沉潜油的采样也有一定局限性；水下光学探测方法的误判率低，但其在海水中观 测范围小；激光荧光和荧光偏振可获取溢油信息，但对于沉潜油的检测技术还不是很成熟， 也易于受到海水浑浊度的影响。综上，现有针对沉潜油的探测技术，还不能满足海洋大范围 精确探测，并且现有的一些方法耗费人力物力严重。所以探索一种可实现大范围且低成本 的探测技术就显得十分必要。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本技术的目的是要提供一种基于声呐电磁协同探 测技术的海洋沉潜油检测装置，其能够较为准确地探测海洋中的沉潜油，而且具有探测范 围广，成本低等特点；同时其可为海洋沉潜油清理、加强海洋污染监测执法力度，提供了强 有力的信息支持和可靠保障。 为了实现上述目的，本专利技术的技术方案： -种基于声呐电磁协同探测技术的海洋沉潜油检测装置，其特征在于： 包括声呐电磁波发射单元、声呐电磁波接收单元、信号采集单元、数据处理单元、 控制单元以及显示单元； 其中，所述声呐电磁波发射单元连接所述控制单元，其用于向待探测区域发射声 呐信号以及电磁波信号； 所述声呐电磁波接收单元连接所述信号采集单元；其用于接收待探测区域返回的 声呐信号以及电磁波信号； 所述信号采集单元连接数据处理单元，其用于对接收到的声呐信号和电磁波信号 进行预处理； 所述数据处理单元连接所述控制单元，其用于将接收到的经预处理后的声呐信号 和电磁波信号进行分析处理，获得对应的沉潜油探测信息； 所述控制单元连接所述显示单元，为整个装置的控制中心，在所述数据处理单元 获得沉潜油探测信息后，将该沉潜油探测信息实时发送至所述显示单元进行显示。 进一步的，所述声呐电磁波发射单元包括声呐发射装置以及电磁波发射装置；其 中所述声呐发射装置采用侧扫声呐发射或多波束声呐发射，所述电磁波发射装置采用微波 发射装置。 进一步的，所述声呐电磁波发射单元可直接安装在承载有本海洋沉潜油检测装置 的载体上或者投放于待检测区域范围内，以信号线缆或者无线通信方式连接所述控制单 JL〇 进一步的，所述数据处理单元包括基于声呐信号以及电磁波信号分析的声学和电 磁学协同探测的基准数据库，该基准数据库可用于在接收到的经预处理后的声呐信号后， 分析出其对应的包含有声波反射系数、声波海底反射损失和声衰减系数等参数的声波信息 后，进一步分析接收到的经预处理后的电磁波信号包含有衰减量和附加相移量等参数的电 磁波信息后，根据实际检测中所得的声波信息以及电磁波信息与该数据库中对应各个的基 准数据进行比较来判断是否存在沉潜油。 与现有技术相比，本技术的有益效果是： 1、本技术采用声呐电磁协同探测技术，有效解决原有的技术存在的探测范围 小，设备成本高等问题，同时声呐电磁协同探测技术可以较为准确地探测海洋中的沉潜油， 而且具有探测范围广，方法简单易行，成本低等特点。 2、国内有关沉潜油探测的研究，存在特性比较单一，而且单一方法的精度不高，误 报率高等缺陷，现有技术还不能很好解决相关沉潜油检测的问题，而将声呐和电磁相结合， 就可以很好的避免单一检测方法的缺点； 3、数据处理单元设置基准数据库，本技术基于声呐远程初步探测一声呐电磁 共同探测的声呐电磁协同探测模式，有效提高了探测的精度，突破现有拖曳式探测方法的 关键技术，同时根据反射回的声呐信号和电磁波信号具有高效的运算能力，并根据前期调 研建立相关的数据处理库，使本装置具有普遍的应用。【附图说明】 图1是本技术结构组成框图； 图2是本技术一基于声呐电磁协同探测技术的海洋沉潜油探测原理示意图。【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实 用新型进行进一步详细说明。 鉴于已有探测技术存在的诸多缺陷，本技术设计了一种基于声呐电磁协同探 测的海洋沉潜油检测装置。 本技术设计原理： 由于海水的电导率较大，对电磁波有屏蔽作用，并且电磁波的频率越高衰减的越 快，所以单纯采用的微波波段的电磁波在海水中的探测距离有限。而声波在海水中的传播 距离较远，探测范围广，但是声呐探测难以区分水下沉潜油与水下植物的反射声波信息，对 于软的、平滑的、凹陷的海底回波信号较弱，探测精度不高。因此需要设计一种声呐电磁协 同探测技术实现方案，即首先使用声呐探测对大范围的区域进行沉潜油探测，发现沉潜油 存在的大致区域后，将载有声呐电磁探测装置的载体--船舶靠近该区域，达到电磁波可探 测的距离后，进行电磁波探测，进一步探测沉潜油的存在及相关信息。 基于上述原理，如图1、图2所示，本技术包括声呐电磁波发射单元、声呐电磁 波接收单元、信号采集单元、数据处理单元、控制单元以及显示单元； 其中，所述声呐电磁波发射单元连接所述控制单元，其用于向待探测区域发射声 呐信号以及电磁波信号；所述声呐电磁波发射单元包括声呐发射装置以及电磁波发射装 置；其中所述声呐发射装置采用侧扫声呐发射或多波束声呐发射，所述电磁波发射装置采 用微波发射装置或者称为微波发射器。同时所述声呐电磁波发射单元可直接安装在承载有 本海洋沉潜油检测装置的船舶上或者投放于待检测区域范围内，以信号线缆或者无线通信 方式连接所述控制单元。 所述声呐电磁波接收单元连接所述信号采集单元，将接收到的声呐信号和电磁波 信号发送至所述信号采集单元进行预处理； 所述信号采集单元连接所述数据处理单元，其用于对接收到的声呐信号和电磁波 信号进行预处理，消除杂波干扰；所述预处理包括对所得信号进行滤波以及相应的电信号 转换等。 所述数据处理单元连接所述控制单元，其用于将接收到的经预处理后的声呐信号 和电磁波信号进行分析处理后获得对应的沉潜油探测信息（声波信息与电磁波信息）； 进一步的，所述数据处理单元包括基于声呐信号以及电磁波信号分析的声学和电 磁学协同探测的基准数据库，该基准数据库可用于在接收到的经预处理后的声呐信号后， 分析出其对应的包含有声波反射系数R、声波海底反射损失BL和声衰减系数a _等参数的 声波信息后，根据实际检测中所得的声波信息与该数据库中对应各个的基准数据（私、BL。、 ）初步判断是否存在沉潜油，随后基于该基准数据库进一步分析接收到的经预处理后 的电磁波信号包含有衰减量a和附加相移量等参数的电磁波信息与该数据库中对应 各个的基准数据&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于声呐电磁协同探测技术的海洋沉潜油检测装置，其特征在于：包括声呐电磁波发射单元、声呐电磁波接收单元、信号采集单元、数据处理单元、控制单元以及显示单元；其中，所述声呐电磁波发射单元连接所述控制单元，其用于向待探测区域发射声呐信号以及电磁波信号；所述声呐电磁波接收单元连接所述信号采集单元；其用于接收待探测区域返回的声呐信号以及电磁波信号；所述信号采集单元连接数据处理单元，其用于对接收到的声呐信号和电磁波信号进行预处理；所述数据处理单元连接所述控制单元，其用于将接收到的经预处理后的声呐信号和电磁波信号进行分析处理，获得对应的沉潜油探测信息；所述控制单元连接所述显示单元，为整个装置的控制中心，在所述数据处理单元获得沉潜油探测信息后，将该沉潜油探测信息实时发送至所述显示单元进行显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，侯永超，周志民，刘瑀，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21