一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方法，包括在入海口布置水下声信号发送端和接收端，计算声衰减，计算悬浮泥沙造成的声学衰减扰动，迭代计算悬浮泥沙浓度的步骤。本发明专利技术覆盖区域广、可扩展性高、获取的参数在空间上更连续、检测实时性好、测量精度高。本发明专利技术采用声传播技术进行测量，比光、电磁波等方式性能更优，更具发展和应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方法
本专利技术涉及海洋观测
，尤其是海洋悬浮泥沙测量
，更具体地，涉及一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方法。
技术介绍
现在江河入海口中，大量的悬浮泥沙被输送入海，使得附近海域海水浑浊。泥沙输送量的大小和变化对于水质、水底地形等变化发展起到重要作用，也影响着海水中生态系统的变化，同时也会影响人类对沿海的利用和建设。在潮汐、水体流动的作用下，泥沙不断上浮、迁移、沉降，对于港口、水利、河海岸工程影响很大。泥沙的迁移过程一直受到学者的关注，江河入海口处输送的泥沙量，以及泥沙在海中的分布和运动过程等问题，使用现有的海洋观测技术还不能满足需要。同时，在江河入海口附近水域中，大量的泥沙使得声呐探测性能受到影响。悬浮泥沙使声波产生衰减、散射，同时造成声波在幅度和相位上随机起伏，造成声呐探测范围、探测精度受限。因此，加强对于观测入海口泥沙输送浓度变化技术的研究，对于现有海洋探索、资源利用、海洋建设具有重要意义。现有的悬浮泥沙测量技术多使用声学多普勒流速剖面仪或光学散射方法。声学多普勒流速剖面仪根据悬浮泥沙对声波的反向散射能量大小来测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在入海口布置水下信号发送端和接收端；步骤2：发送和接收声探测信号，基于被动时间反转技术，消除水下信道的多径效应，计算声衰减；步骤3：根据传播衰减扰动模型和经验公式计算悬浮泥沙造成的声学衰减扰动；步骤4：构建悬浮泥沙浓度与声衰减扰动的关系式，通过迭代计算悬浮泥沙浓度。

【技术特征摘要】
1.一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在入海口布置水下信号发送端和接收端；步骤2：发送和接收声探测信号，基于被动时间反转技术，消除水下信道的多径效应，计算声衰减；步骤3：根据传播衰减扰动模型和经验公式计算悬浮泥沙造成的声学衰减扰动；步骤4：构建悬浮泥沙浓度与声衰减扰动的关系式，通过迭代计算悬浮泥沙浓度。2.根据权利要求1所述的一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方法，其特征在于，所述的步骤1包括：在检测区域距离1000m的位置分别布置水下换能器和阵元传感器接收阵列做为发送端和接收端，在发送端发送频率范围在50KHz-500KHz的窄带信号，接收端阵元接收探测信号。3.根据权利要求2所述的一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方法，其特征在于，所述的步骤2包括：依次发送探测信号P(t)和S(t)，利用阵元传感器接收声探测信号，信号经过水下信道之后，第j号接收阵元接收到的信号分别为：所述的hj(t)代表第j号接收阵元与发送机之间的通信信道；将接收阵元接收到的信号Prj(t)作为预处理器与Srj(t)卷积运算，则第j号阵元接收到的信号为：接收阵元总的接收信号为：计算接收信号R(t)与发送信号S(t)的幅值之比，做为信号衰减系数αR，公式为：其中r是发送端到接收端距离。4.根据权利要求3所述的一种基于声衰减的入海口悬浮泥沙浓度实时测量方...

【专利技术属性】
技术研发人员：程恩，涂强，袁飞，朱逸，高春仙，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35