15781.海底滲漏氣泡流量測量過程中的聲場強(qiáng)度控制

1、分類號(hào)：UDC：密級(jí)：學(xué)校代號(hào)：11845學(xué)號(hào)：2111104110廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)海底滲漏氣泡流量測量過程中的聲場強(qiáng)度控制龍達(dá)鑫指導(dǎo)教師姓名、職稱：揚(yáng)宣民熬拯摘要摘要海底冷泉滲漏是海洋環(huán)境中廣泛分布的自然現(xiàn)象。海底天然氣滲漏途徑主要是海底冷泉，初步估計(jì)每年通過海底冷泉滲漏方式釋放到海洋水體及大氣中的甲烷數(shù)量大于10Tg(10129)。出于科學(xué)、生態(tài)、氣候和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，測量每年海底滲漏釋放到海洋水體及大

2、氣中的氣體體積量具有重要的科學(xué)意義。目前多國學(xué)者對(duì)海底天然氣滲漏流量的觀測開展了實(shí)驗(yàn)研究，而在眾多的流量觀測技術(shù)中，能夠?qū)崿F(xiàn)原位在線測量的方法還不能滿足不同海底滲漏環(huán)境的測量要求。本課題組己開展從透射聲波波形一振幅參數(shù)的角度來測量海底天然氣滲漏氣泡流量的初步研究，初步測量結(jié)果表明該方法可以有效測量氣泡流量。在此基礎(chǔ)上，課題組目前已經(jīng)研制一個(gè)新型的海底天然氣滲漏氣泡流量聲波原位測量系統(tǒng)。為了滿足在海底自動(dòng)測量氣泡流量的要求，該測量系統(tǒng)需要

3、抵抗氣泡體積分?jǐn)?shù)這一擾動(dòng)對(duì)輸出聲場強(qiáng)度造成的起伏波動(dòng)。由于海底氣泡流動(dòng)狀態(tài)具有不確定性，目前的聲波測量儀器難以滿足這個(gè)要求。因此如何自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射聲波的強(qiáng)度并抵抗氣泡體積分?jǐn)?shù)這一擾動(dòng)，使輸出聲場強(qiáng)度平穩(wěn)便成為新型原位測量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。為了解決上述關(guān)鍵問題，作者根據(jù)氣泡水介質(zhì)的聲傳播理論，分析了聲波在氣液兩相介質(zhì)中的傳播特性，建立了聲波測量氣泡流量系統(tǒng)的聲場強(qiáng)度控制模型，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的PID控制器并同時(shí)建立了MATLABSIMULINK仿真