深海富钴结壳原位探测技术研究
发布时间：2020-12-31 00:20
深海富钴结壳是海洋中一项重要的矿产资源,蕴含着丰富的稀有金属元素,对富钴结壳的探测具有十分重要的意义。目前对富钴结壳的探测主要采用声学探测方法。然而受限于海洋探测技术,对富钴结壳的研究主要以探测富钴结壳生长分布为主,对原生环境下富钴结壳的厚度、矿量方面的研究较少。载人潜水器为富钴结壳的原位探测提供了技术支持平台,为其研究提供了新的方向。本文研究课题来自于国家深海基地管理中心的国家重点研发计划“深海关键技术与装备”。本文将依靠国家深海基地管理中心的“蛟龙”号载人潜水器进行研究,旨在通过“蛟龙”号载人潜水器平台,利用超声波实现富钴结壳厚度探测与矿量估算,同时完成对富钴结壳声学特性的试验研究以及对超声波回的波降噪研究。具体研究主要有:（1）分析国内外对富钴结壳探测技术的研究进展,明确了采用声学探测技术进行研究,并制定了研究路线图。针对富钴结壳声学特性的未知的问题,对富钴结壳进行试验研究。设计并搭建了试验系统,包括信号激励系统与信号接收系统,利用水下超声波换能器配套虚拟仪器信号采集设备,设计LabVIEW上位机采集软件,并完成富钴结壳声学特性的试验研究。（2）针对富钴结壳超声回波信号中噪声干扰...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海底富钴结壳（一）
图1-1 海底富钴结壳（一）Fig.1-1 Seabed cobalt-rich crust (1)图1-2 海底富钴结壳（二）Fig.1-2 Seabed cobalt-rich crust (2)富钴结壳生长环境十分特殊，如果想要对富钴结壳进行精确探测，在富钴结壳的原生环境下，对富钴结壳进行原位探测是最为有效的方法。利用原位探测技术能够最为直观地了解富钴结壳分布、生长情况以及矿产含量。然而受限于技术发展水平，这种原位探测的方式是十分困难的。目前，国外在富钴结壳原位探测方面进行了许多研究，并取得了不错的研究成果；虽然国内目前也有针对这方面的研究，但与国外还存在着不小的差距[5-6]。为了提高我国对富钴结壳的勘探能力，必须对富钴结壳的原位探测技术进行研究。载人潜水器的出现为原位探测技术提供了技术支持平台，载人潜水器能够搭载科学家、工程技术人员、深海探测装置以及各类设备下潜至海底进行工作。2012年 6 月
为我国的深海探测技术的发展提供了强有力的支持。图1-3 蛟龙号载人潜水器Fig.1-3 Dragon manned submersible图1-4 载人潜水器支持母船Fig.1-4 Manned submersible support mothership1.2 富钴结壳探测技术研究现状1.2.1 非声学探测技术对于富钴结壳的非声学探测技术主要分为地质拖网与钻芯取样的方法。地质拖网主要应用于对富钴结壳的大规模采样中使用，这种方法大多是针对某一海山的富钴结壳进行采集，探测面积很大，但是精度很低。而钻芯取样是直接通过探头击穿富钴结壳，并对富钴结壳穿透部分进行采样，进行岸上反演，因此，钻芯取样测量是目前富钴结壳探测技术中最准确的方法[8]，中国地质大学的于彦江等人针对深海潜钻在富钴结壳勘探中的应用进行了研究，通过对海底某块富钴结壳实施钻芯，从而得到了富钴结壳的岩心部分，并发现岩心部分具有明显的分层结构，能够轻易地判断出富钴结壳的厚度[9]。这种方法的优点如同介绍的那样极为明显
【参考文献】：
期刊论文
[1]无序B样条曲线的曲面拟合算法[J]. 王文珂,李思昆. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(05)
[2]最小二乘法在复杂曲面拟合中的应用[J]. 关娟,梅国平. 航空精密制造技术. 2013(02)
[3]小波降噪在超声回波信号处理中的应用[J]. 周知进,文泽军,卜英勇. 仪器仪表学报. 2009(02)
[4]刀具磨损声发射信号处理中小波基选取的研究[J]. 聂鹏,王东磊,王哲峰,徐涛. 工具技术. 2009(01)
[5]海底富钴结壳物理特性的试验研究[J]. 周知进,卜英勇. 地球物理学进展. 2008(05)
[6]改进的小波阈值消噪法应用于超声信号处理[J]. 陈益,李书. 北京航空航天大学学报. 2006(04)
[7]海底浅表层信息声探测技术研究现状及发展[J]. 吴自银,郑玉龙,初凤友,陶春辉,高金耀. 地球科学进展. 2005(11)
[8]海底声学底质分类技术的研究现状与前景[J]. 陶春辉,金翔龙,许枫,顾春华,何拥华. 东海海洋. 2004(03)
[9]带形状参数的均匀B样条[J]. 王文涛,汪国昭. 计算机辅助设计与图形学学报. 2004(06)
[10]小波门限消噪法应用中分解层数及阈值的确定[J]. 张吉先,钟秋海,戴亚平. 中国电机工程学报. 2004(02)
博士论文
[1]深海钴结壳采集之微地形探测技术（浅水实验阶段）研究[D]. 罗柏文.中南大学 2008
[2]深海钴结壳螺旋滚筒切削采集法的理论及实验研究[D]. 刘勇.中南大学 2002
[3]钴结壳和基岩的特性与模拟研究[D]. 邱长军.中南大学 2002
硕士论文
[1]几类扩展Bézier曲线的延拓方法研究[D]. 李翡.中南大学 2012
[2]基于小波分析的超声波信号降噪研究[D]. 刘瑾.中国石油大学 2010
[3]基于小波变换的超声波信号检测与处理研究[D]. 付光怀.江南大学 2008
本文编号：2948575
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
海底富钴结壳（一）
图1-1 海底富钴结壳（一）Fig.1-1 Seabed cobalt-rich crust (1)图1-2 海底富钴结壳（二）Fig.1-2 Seabed cobalt-rich crust (2)富钴结壳生长环境十分特殊，如果想要对富钴结壳进行精确探测，在富钴结壳的原生环境下，对富钴结壳进行原位探测是最为有效的方法。利用原位探测技术能够最为直观地了解富钴结壳分布、生长情况以及矿产含量。然而受限于技术发展水平，这种原位探测的方式是十分困难的。目前，国外在富钴结壳原位探测方面进行了许多研究，并取得了不错的研究成果；虽然国内目前也有针对这方面的研究，但与国外还存在着不小的差距[5-6]。为了提高我国对富钴结壳的勘探能力，必须对富钴结壳的原位探测技术进行研究。载人潜水器的出现为原位探测技术提供了技术支持平台，载人潜水器能够搭载科学家、工程技术人员、深海探测装置以及各类设备下潜至海底进行工作。2012年 6 月
为我国的深海探测技术的发展提供了强有力的支持。图1-3 蛟龙号载人潜水器Fig.1-3 Dragon manned submersible图1-4 载人潜水器支持母船Fig.1-4 Manned submersible support mothership1.2 富钴结壳探测技术研究现状1.2.1 非声学探测技术对于富钴结壳的非声学探测技术主要分为地质拖网与钻芯取样的方法。地质拖网主要应用于对富钴结壳的大规模采样中使用，这种方法大多是针对某一海山的富钴结壳进行采集，探测面积很大，但是精度很低。而钻芯取样是直接通过探头击穿富钴结壳，并对富钴结壳穿透部分进行采样，进行岸上反演，因此，钻芯取样测量是目前富钴结壳探测技术中最准确的方法[8]，中国地质大学的于彦江等人针对深海潜钻在富钴结壳勘探中的应用进行了研究，通过对海底某块富钴结壳实施钻芯，从而得到了富钴结壳的岩心部分，并发现岩心部分具有明显的分层结构，能够轻易地判断出富钴结壳的厚度[9]。这种方法的优点如同介绍的那样极为明显
【参考文献】：
期刊论文
[1]无序B样条曲线的曲面拟合算法[J]. 王文珂,李思昆. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(05)
[2]最小二乘法在复杂曲面拟合中的应用[J]. 关娟,梅国平. 航空精密制造技术. 2013(02)
[3]小波降噪在超声回波信号处理中的应用[J]. 周知进,文泽军,卜英勇. 仪器仪表学报. 2009(02)
[4]刀具磨损声发射信号处理中小波基选取的研究[J]. 聂鹏,王东磊,王哲峰,徐涛. 工具技术. 2009(01)
[5]海底富钴结壳物理特性的试验研究[J]. 周知进,卜英勇. 地球物理学进展. 2008(05)
[6]改进的小波阈值消噪法应用于超声信号处理[J]. 陈益,李书. 北京航空航天大学学报. 2006(04)
[7]海底浅表层信息声探测技术研究现状及发展[J]. 吴自银,郑玉龙,初凤友,陶春辉,高金耀. 地球科学进展. 2005(11)
[8]海底声学底质分类技术的研究现状与前景[J]. 陶春辉,金翔龙,许枫,顾春华,何拥华. 东海海洋. 2004(03)
[9]带形状参数的均匀B样条[J]. 王文涛,汪国昭. 计算机辅助设计与图形学学报. 2004(06)
[10]小波门限消噪法应用中分解层数及阈值的确定[J]. 张吉先,钟秋海,戴亚平. 中国电机工程学报. 2004(02)
博士论文
[1]深海钴结壳采集之微地形探测技术（浅水实验阶段）研究[D]. 罗柏文.中南大学 2008
[2]深海钴结壳螺旋滚筒切削采集法的理论及实验研究[D]. 刘勇.中南大学 2002
[3]钴结壳和基岩的特性与模拟研究[D]. 邱长军.中南大学 2002
硕士论文
[1]几类扩展Bézier曲线的延拓方法研究[D]. 李翡.中南大学 2012
[2]基于小波分析的超声波信号降噪研究[D]. 刘瑾.中国石油大学 2010
[3]基于小波变换的超声波信号检测与处理研究[D]. 付光怀.江南大学 2008
本文编号：2948575
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