双针热脉冲式海底原位热流测量技术研究
发布时间：2021-11-10 02:36
热流探测是一项重要的基础地球物理调查内容,使用探针式热流计测量海底热流是目前常用的方法。自二十世纪中期以来,先后出现了Bullard型、Ewing型和Lister型等三种主要的热流探测设备,使海底热流探测的精度和效率均得到了很大的提高。然而,以上几种热流探测技术还存在一些体积庞大、操作不便,探测速度较慢等不足。进行海底热流探测技术的深入研究,研制新型热流探测设备具有十分重要的意义!本文分析了三种常见热流计的主要技术特点,模型原理,以及我国海底热流探测技术的现状与不足,并对热流探测技术未来的发展进行了展望。在此基础上重点研究了双探针热脉冲法（Dual-probe heat-pulse method,以下简称DPHP法）海底热流探测技术。设计制作了基于DPHP理论的热导率原位测量探头和热脉冲热导率数据分析处理软件。实验结果表明,本文所研究的双针热流计具有探测速度快有测量速度快、测量的热导率数据精度高等优点。最后进行了海底原位热导率探测实验,取得了海上原位探测数据,数据处理结果和其它热流计探测结果一致,其探测效率远远高于其它海底热流探测设备,具有实际的工程应用意义!
【文章来源】：自然资源部第一海洋研究所山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Bullard型热流探针结构示意图
图 1.2 Bullard 型热流计电路结构图记录系统包括一个承压容器和其中封装的记录电路。容器壁较厚，上下两端密封、固定，以便容器在深水作业时可以承受较高的压力。最初的热敏元件是热电偶（thermocouple），后来则主要使用热敏电阻（thermistor）[26]，热敏电阻比热电偶具有更高的灵敏度。温度差异在热电偶间产生电动势，然后被直接记录到滚筒式照相机底片上[33]。采用热敏电阻后，电路变得复杂，多数采用惠斯顿电桥（Wheatstone bridge）[35、43]电路结构。以相对简单的 Scripps 海洋所设计的热流计为例(电路图见图 1.2)，上下两个热敏元件组各有两个热敏电阻，共同构成惠斯顿电桥的四个臂，电桥的输出经断路放大器（copper amplifier）放大，然后被分压计检测，饲服马达（servomotor）驱动记录笔记录下温度差。在实际工作时，先将热流计缓慢地放入水中，在距海底一定距离处停留一段时间，以便使热流计内部温度与水温达到平衡。然后放开缆绳，使热流计在本身
图 1.3 Ewing 型热流探针结构示意图Ewing 型热流计的记录系统采用光学记录方式[36]，每个热桥的一个臂上，检流计检测电桥的输出，结果记录在胶片记录方式，其中最为先进的是不来梅大学设计的小型温度iaturized temperature data logger），可以自动完成温其组成包括一个 16 位 A/D 转换器、微处理器、一个实时桥结构，由一个小型 3V 锂电池提供电量。通过程序控制并可以通过 RS232 接口直接与 PC 相连以导出记录。记录导MP 自动将原始记录转换成相应的温度值[30]。 型热流计的海上工作程序与 Bullard 型热流计大致相同，较大的深度，通常在距海底约 100m 处停止缆绳的释放，停度达到平衡，然后使热流计快速插入沉积物中。热流计在
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DPHP技术测量热导率的简化算法[J]. 李官保,刘保华,丁忠军. 海洋科学进展. 2010(02)
[2]南海北部海底地热测量的数据处理方法[J]. 徐行,施小斌,罗贤虎,郭兴伟,杨小秋. 现代地质. 2006(03)
[3]南海西沙海槽地区的海底热流测量[J]. 徐行,施小斌,罗贤虎,刘方兰,郭兴伟,沙志斌,杨小秋. 海洋地质与第四纪地质. 2006(04)
[4]基于天然气水合物地震数据计算南海北部陆坡海底热流[J]. 王宏斌,梁劲,龚跃华,黄永样,刘学伟,沙志彬. 现代地质. 2005(01)
[5]南黄海南部盆地地温场特征及热-构造演化[J]. 杨树春,胡圣标,蔡东升,冯晓杰,高乐,卢景美. 科学通报. 2003(14)
[6]东海陆坡及相邻槽底天然气水合物的稳定域分析[J]. 栾锡武,秦蕴珊,张训华,龚建明. 地球物理学报. 2003(04)
[7]南海热流特征及其构造意义[J]. 施小斌,丘学林,夏戡原,周蒂. 热带海洋学报. 2003(02)
[8]渤海盆地大地热流分布特征[J]. 王良书,刘绍文,肖卫勇,李成,李华,郭随平,刘波,罗毓晖,蔡东升. 科学通报. 2002(02)
[9]南海深部地球动力学特征及其演化机制[J]. 张健,熊亮萍,汪集旸. 地球物理学报. 2001(05)
[10]天然气水合物的地热研究进展[J]. 金春爽,汪集旸. 地球科学进展. 2001(04)
本文编号：3486401
【文章来源】：自然资源部第一海洋研究所山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Bullard型热流探针结构示意图
图 1.2 Bullard 型热流计电路结构图记录系统包括一个承压容器和其中封装的记录电路。容器壁较厚，上下两端密封、固定，以便容器在深水作业时可以承受较高的压力。最初的热敏元件是热电偶（thermocouple），后来则主要使用热敏电阻（thermistor）[26]，热敏电阻比热电偶具有更高的灵敏度。温度差异在热电偶间产生电动势，然后被直接记录到滚筒式照相机底片上[33]。采用热敏电阻后，电路变得复杂，多数采用惠斯顿电桥（Wheatstone bridge）[35、43]电路结构。以相对简单的 Scripps 海洋所设计的热流计为例(电路图见图 1.2)，上下两个热敏元件组各有两个热敏电阻，共同构成惠斯顿电桥的四个臂，电桥的输出经断路放大器（copper amplifier）放大，然后被分压计检测，饲服马达（servomotor）驱动记录笔记录下温度差。在实际工作时，先将热流计缓慢地放入水中，在距海底一定距离处停留一段时间，以便使热流计内部温度与水温达到平衡。然后放开缆绳，使热流计在本身
图 1.3 Ewing 型热流探针结构示意图Ewing 型热流计的记录系统采用光学记录方式[36]，每个热桥的一个臂上，检流计检测电桥的输出，结果记录在胶片记录方式，其中最为先进的是不来梅大学设计的小型温度iaturized temperature data logger），可以自动完成温其组成包括一个 16 位 A/D 转换器、微处理器、一个实时桥结构，由一个小型 3V 锂电池提供电量。通过程序控制并可以通过 RS232 接口直接与 PC 相连以导出记录。记录导MP 自动将原始记录转换成相应的温度值[30]。 型热流计的海上工作程序与 Bullard 型热流计大致相同，较大的深度，通常在距海底约 100m 处停止缆绳的释放，停度达到平衡，然后使热流计快速插入沉积物中。热流计在
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DPHP技术测量热导率的简化算法[J]. 李官保,刘保华,丁忠军. 海洋科学进展. 2010(02)
[2]南海北部海底地热测量的数据处理方法[J]. 徐行,施小斌,罗贤虎,郭兴伟,杨小秋. 现代地质. 2006(03)
[3]南海西沙海槽地区的海底热流测量[J]. 徐行,施小斌,罗贤虎,刘方兰,郭兴伟,沙志斌,杨小秋. 海洋地质与第四纪地质. 2006(04)
[4]基于天然气水合物地震数据计算南海北部陆坡海底热流[J]. 王宏斌,梁劲,龚跃华,黄永样,刘学伟,沙志彬. 现代地质. 2005(01)
[5]南黄海南部盆地地温场特征及热-构造演化[J]. 杨树春,胡圣标,蔡东升,冯晓杰,高乐,卢景美. 科学通报. 2003(14)
[6]东海陆坡及相邻槽底天然气水合物的稳定域分析[J]. 栾锡武,秦蕴珊,张训华,龚建明. 地球物理学报. 2003(04)
[7]南海热流特征及其构造意义[J]. 施小斌,丘学林,夏戡原,周蒂. 热带海洋学报. 2003(02)
[8]渤海盆地大地热流分布特征[J]. 王良书,刘绍文,肖卫勇,李成,李华,郭随平,刘波,罗毓晖,蔡东升. 科学通报. 2002(02)
[9]南海深部地球动力学特征及其演化机制[J]. 张健,熊亮萍,汪集旸. 地球物理学报. 2001(05)
[10]天然气水合物的地热研究进展[J]. 金春爽,汪集旸. 地球科学进展. 2001(04)
本文编号：3486401
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