基于法向力源的液固界面波激励方法及系统与流程

本发明涉及界面波的，具体地，涉及基于法向力源的液固界面波激励方法及系统。

背景技术：

1、液固界面波是沿海底表面传播的声波，又称为scholte波，由于其传播特性与海底底质的物理特性密切相关，因此被广泛应用于地质检测、石油勘探以及水下目标探测等领域。目前海洋工程中界面波的激励主要采用爆炸声源或气枪声源在水中激励，通过水中能量辐射至固体沉积层中耦合产生界面波，该方式产生的界面波属于宽带信号，低频成分占主要分量，同时该方式产生的纵波分量较大，界面波激励效率低。对于界面波激励信号可控、可重复且激励效率高的需求，现有的技术难以满足，因此亟需发展新型的界面波激励方式。

2、因此，需要提出一种新的技术方案。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于法向力源的液固界面波激励方法及系统。

2、根据本发明提供的一种基于法向力源的液固界面波激励方法，所述方法包括如下步骤：

3、步骤s1：通过计算机设计所需信号形式，由计算机产生该模拟信号发送至功率放大驱动模块；

4、步骤s2：功率放大驱动模块接收来自计算机产生的模拟信号，将信号放大后驱动界面波激励装置振动；

5、步骤s3：界面波激励装置放置于海底，通过长螺钉与海底充分耦合，并对海底沉积层介质实施法向作用力，在海底产生沿海底界面传播的scholte波；

6、步骤s4：激励信号采集模块对激励信号检测模块得到的检测信号进行采集，传送至计算机实时显示或保存，同时作为触发信号。

7、优选地，所述界面波激励装置由动圈式换能器产生垂直于地面的作用力，为法向力源激励；

8、所述界面波激励装置的底部设计有多圈沙地耦合长螺钉，与装置底面垂直，长螺钉末端采用尖头设计。

9、优选地，所述界面波激励装置采用o型圈进行水密处理，上部安装有多芯水密插头；

10、所述界面波激励装置为振动点源，直接布置于海底界面，通过底部长螺钉与海底耦合，功率放大驱动模块、激励信号采集模块与计算机布置于海面船体内，海底与海面通过水密电缆建立连接。

11、优选地，所述功率放大驱动模块接收来自计算机输出的信号，将信号放大后输入至界面波激励换能器；

12、所述激励信号检测模块实时检测界面波激励装置所产生的实际激励信号，并将其作为触发信号输入至激励信号采集模块。

13、优选地，所述激励信号采集模块采集激励信号检测模块所得到的信号，传送至计算机实时显示或保存；

14、所述计算机设计与产生瞬时低频信号，并提供人机交互窗口，控制界面波激励装置发射符合设定参数的信号。

15、本发明还提供一种基于法向力源的液固界面波激励系统，所述系统包括如下模块：

16、模块m1：通过计算机设计所需时域信号形式，由计算机产生该模拟信号发送至功率放大驱动模块；

17、模块m2：功率放大驱动模块接收来自计算机产生的模拟信号，将信号放大后驱动界面波激励装置振动；

18、模块m3：界面波激励装置放置于海底，通过长螺钉与海底充分耦合，并对海底沉积层介质实施法向作用力，在海底产生沿海底界面传播的scholte波；

19、模块m4：激励信号采集模块对激励信号检测模块得到的检测信号进行采集，传送至计算机实时显示或保存，同时作为触发信号。

20、优选地，所述界面波激励装置由动圈式换能器产生垂直于地面的作用力，为法向力源激励；

21、所述界面波激励装置的底部设计有多圈沙地耦合长螺钉，与装置底面垂直，长螺钉末端采用尖头设计。

22、优选地，所述界面波激励装置采用o型圈进行水密处理，上部安装有多芯水密插头；

23、所述界面波激励装置为振动点源，直接布置于海底界面，通过底部长螺钉与海底耦合，功率放大驱动模块、激励信号采集模块与计算机布置于海面船体内，海底与海面通过水密电缆建立连接。

24、优选地，所述功率放大驱动模块接收来自计算机输出的信号，将信号放大后输入至界面波激励换能器；

25、所述激励信号检测模块实时检测界面波激励装置所产生的实际激励信号，并将其作为触发信号输入至激励信号采集模块。

26、优选地，所述激励信号采集模块采集激励信号检测模块所得到的信号，传送至计算机实时显示或保存；

27、所述计算机设计与产生瞬时低频信号，并提供人机交互窗口，控制界面波激励装置发射符合设定参数的信号。

28、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

29、1、本发明充分利用界面波的激励特性，构建了一种基于法向力源的界面波激励方法与系统；界面波激励装置与海底表面耦合，利用振动产生的法向力直接在海底产生激励，有效提高了界面波的激励效率；

30、2、本发明通过加载的电流控制动圈换能器的振动，可方便修改所激励信号的信号参数，实现了激励信号可控；

31、3、本发明中利用法向力实现界面波激励的方式，提高了激励效率、提升了激励可控性并可小体积设计以便于实际使用，可有效激励出海底界面波，研制的激励系统与方法可为海底掩埋目标探测提供重要的技术基础。

技术特征：

1.一种基于法向力源的液固界面波激励方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于法向力源的液固界面波激励方法，其特征在于，所述界面波激励装置由动圈式换能器产生垂直于地面的作用力，为法向力源激励；

3.根据权利要求1所述的基于法向力源的液固界面波激励方法，其特征在于，所述界面波激励装置采用o型圈进行水密处理，上部安装有多芯水密插头；

4.根据权利要求1所述的基于法向力源的液固界面波激励方法，其特征在于，所述功率放大驱动模块接收来自计算机输出的信号，将信号放大后输入至界面波激励换能器；

5.根据权利要求1所述的基于法向力源的液固界面波激励方法，其特征在于，所述激励信号采集模块采集激励信号检测模块所得到的信号，传送至计算机实时显示或保存；

6.一种基于法向力源的液固界面波激励系统，其特征在于，所述系统包括如下模块：

7.根据权利要求6所述的基于法向力源的液固界面波激励系统，其特征在于，所述界面波激励装置由动圈式换能器产生垂直于地面的作用力，为法向力源激励；

8.根据权利要求6所述的基于法向力源的液固界面波激励系统，其特征在于，所述界面波激励装置采用o型圈进行水密处理，上部安装有多芯水密插头；

9.根据权利要求6所述的基于法向力源的液固界面波激励系统，其特征在于，所述功率放大驱动模块接收来自计算机输出的信号，将信号放大后输入至界面波激励换能器；

10.根据权利要求6所述的基于法向力源的液固界面波激励系统，其特征在于，所述激励信号采集模块采集激励信号检测模块所得到的信号，传送至计算机实时显示或保存；

技术总结
本发明提供了一种基于法向力源的液固界面波激励方法及系统，包括：通过计算机设计所需信号形式，由计算机产生该模拟信号发送至功率放大驱动模块；功率放大驱动模块接收来自计算机产生的模拟信号，将信号放大后驱动界面波激励装置振动；界面波激励装置放置于海底，通过长螺钉与海底充分耦合，并对海底沉积层介质实施法向作用力，在海底产生沿海底界面传播的Scholte波；激励信号采集模块对激励信号检测模块得到的检测信号进行采集，传送至计算机实时显示或保存，同时作为触发信号。本发明充分利用界面波法向力源激励装置直接作用于海底表面产生振动，有效提高了界面波的激励效率。

技术研发人员：叶天明,刘佳琪,曾青山,李梅,周胜增,宋致远,胡海燕
受保护的技术使用者：上海船舶电子设备研究所（中国船舶集团有限公司第七二六研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8