垂向多层海流测量方法

    技术2026-06-06  1


    本申请涉及海洋工程与水下勘探领域,具体的是一种基于水下双水流交汇进行垂向多层海流测量的新方法。


    背景技术:

    1、海流测量技术是海洋工程与环境观测、以及水下勘探研究等领域的关键课题,现有水流测量方法较普遍地采用机械海流计、电磁海流计、多普勒海流计、声传播时间海流计等多种设备,上述现有技术进行海流测量时存在着维护成本较高、操作复杂与易受海底复杂环境条件影响等缺点。

    2、例如最常用的adcp(声学多普勒流速剖面仪),其仪器结构复杂且操作复杂、在测量时间与效率上难以适应不同环境条件下的水下测量要求,基于水声换能器、电子信号处理器等设备不仅成本极高,而且测量过程中依靠声学信号收集数据信息时较易造成超声波噪音污染,对测量人员的身心造成明显的不利影响。

    3、有鉴于此,特提出本专利申请。


    技术实现思路

    1、本申请所述的垂向多层海流测量方法,在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种双射流交汇定点的测量技术,以期通过改变射流角度以完成垂直方向上不同海流层的高效、精准、连续的海流测量,避免了因发射光线、声波等信号对水下环境造成的干扰与影响,具有较为突出的环境友好性。

    2、为实现上述设计目的,所述垂向多层海流测量方法,采用双水流射流装置,该装置安装于水下勘探设备上的两组喷头,两组喷头具有相同的垂向安装高度,且每组喷头在所处水平面内能够绕其固定轴进行水平方向上的往复旋转;两组喷头以相同的水压和方向分别射出一组水流,两组水流在待测目标上形成一个交汇点;

    3、通过改变两组水流的射流角度以分别在多层海流层的底部平面上分别形成一个交汇点,连续地测量出下述第n层海流数据;

    4、在x轴方向上的海流速度为vxn,

    5、

    6、在y轴方向上的海流速度为vyn:,

    7、

    8、海流的方向是,若xn>0,则射流沿着海流的x轴正方向;反之,则沿x轴负方向;

    9、若则射流沿着海流的y轴正方向;反之,则沿y轴负方向;

    10、其中,xn、yn分别为双目相机实际测得的射流交汇点在第n层海流层的底部平面上的坐标值;tn为两组射流交汇时所需的时间;

    11、hz为射流交汇点沿z轴方向上的竖直向下位移距离;

    12、h为每组射流从喷头至交汇点的运动距离;

    13、αn为每组喷头沿水平方向旋转的角度;

    14、g为重力加速度。

    15、如上,本申请垂向多层海流测量方法具有优点的是,提出了一整套高效率的水下海流测量方法,基于双水流交汇定点而能够应对水下环境的复杂性和挑战,提高水下海流测量的效率和可靠性,满足不同应用领域的需求。



    技术特征:

    1.一种垂向多层海流测量方法,其特征在于:采用双水流射流装置,该装置包括安装于水下勘探设备上的两组喷头,两组喷头具有相同的垂向安装高度,且每组喷头在所处水平面内能够绕其固定轴进行水平;两组喷头以相同的水压和方向分别射出一组水流,两组水流在待测目标上形成一个交汇点;


    技术总结
    本发明所述的垂向多层海流测量方法,提出一种双射流交汇定点的测量技术,以期通过改变射流角度以完成垂直方向上不同海流层的高效、精准、连续的海流测量,避免了因发射光线、声波等信号对水下环境造成的干扰与影响,具有较为突出的环境友好性。采用双水流射流装置,该装置安装于水下勘探设备上的两组喷头,两组喷头具有相同的垂向安装高度,且每组喷头在所处水平面内能够绕其固定轴进行水平方向上的往复旋转;两组喷头以相同的水压和方向分别射出一组水流,两组水流在待测目标上形成一个交汇点;通过改变两组水流的射流角度以分别在多层海流层的底部平面上分别形成一个交汇点,连续地测量出下述第n层海流数据。

    技术研发人员:郭磊,闫祥磊,刘浩然,杨秀卿,宋学宁,孙治雷,薛钢,刘延俊
    受保护的技术使用者:山东大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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