地質(zhì)探測系統(tǒng)

用于考古，基巖深度確定、沉積環(huán)境調(diào)查、沉積物分層、潛水面探測，冰川探測，地下水污染范圍圈定、環(huán)境評價，堤壩隱患探測，礦產(chǎn)勘探，溶洞探測，地下管纜探測，地下軍事目標(biāo)體定位，地下埋設(shè)物探查，無損檢測，公路鋪層和路基質(zhì)量檢查，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測，隧道襯砌質(zhì)量檢測和評價，圍巖地質(zhì)超前預(yù)報，淺層地質(zhì)勘測等。 2100433B

發(fā)射機(jī)輸出電壓1000V；系統(tǒng)動態(tài)范圍186dB；每道采樣點數(shù)1～31,000；接收靈敏度1.5μV；50MHz發(fā)射/接收分離式天線的空間分辨率0.5m；100MHz發(fā)射/接收分離式天線的空間分辨率0.25m；200MHz發(fā)射/接收分離式天線的空間分辨率0.125m。

利用聲學(xué)監(jiān)測原理實時檢測爐內(nèi)水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器受熱面管道的早期泄漏的探測系統(tǒng)。主要由聲波導(dǎo)管、聲波傳感器和監(jiān)測報警系統(tǒng)(主機(jī)系統(tǒng))組成。

沿岸測量研究背景

傳統(tǒng)的水深測量和底質(zhì)探測由于測量方式不同(前者為走航式自動化，后者為手工操作)只能分開測量，造成重復(fù)“跑線”，因此工作效率較低。海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)是國內(nèi)生產(chǎn)的一套進(jìn)行海底表層底質(zhì)探測和水深測量的聲納系統(tǒng)，它利用聲學(xué)手段對海底底質(zhì)和水深同時進(jìn)行走航式測量，具有自動化程度高、底質(zhì)識別準(zhǔn)確率高等特點，對于沿岸測量特別是同時進(jìn)行海底表層底質(zhì)探測和水深測量時優(yōu)勢非常明顯。《海道測量規(guī)范 》規(guī)定：淺地層剖面儀探測底質(zhì)時，底質(zhì)測線方向應(yīng)垂直于岸線，測線間隔根據(jù)需要而定；水深測量主測線方向應(yīng)垂直于等深線布設(shè)。通常情況下二者方向基本重合，因此水深測量和底質(zhì)探測一般可同時進(jìn)行，海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)符合上述工作要求。

傳統(tǒng)底質(zhì)探測一般采用GPS系統(tǒng)定位，采泥器直接采取底質(zhì)，人工根據(jù)樣本判斷底質(zhì)類型，形成底質(zhì)數(shù)據(jù)成果，工作效率較低；海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)集底質(zhì)探測和水深測量于一體，全自動化操作，走航式作業(yè)，工作效率較前者大幅提高。根據(jù)測算，在一般海區(qū)該系統(tǒng)能提高外業(yè)工作效率20%以上，在復(fù)雜海區(qū)能提高外業(yè)工作效率33%～50%以上。研究主要介紹了海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)的工作原理、特點及在沿岸測量中的應(yīng)用。

沿岸測量系統(tǒng)介紹

海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)由主機(jī)和換能器組成，如《機(jī)和換能器示意圖》所示。輔助設(shè)備包括自檢信號源和220VAC/12VDC線性電源。主機(jī)包括控制模塊(主計算機(jī)、大容量硬盤、信號處理器、信號隔離版)、低頻模塊(25 kHz發(fā)射機(jī)和接收機(jī))、高頻模塊(200 kHz發(fā)射機(jī)和接收機(jī))、電源模塊(DC-DC模塊、電源板、電源開關(guān))及顯示模塊(平板顯示器、觸摸屏)。換能器由25 kHz和200 kHz雙頻系統(tǒng)組成，采用一體化設(shè)計。

該系統(tǒng)底質(zhì)探測工作過程與雙頻測深儀基本一致，其底質(zhì)識別原理是在一個發(fā)射周期內(nèi)根據(jù)雙頻回波信號的能量、能量分布、反射系數(shù)以及各自精確測深參數(shù)等，自動分析提取出反映底質(zhì)特征的參量，再和系統(tǒng)本身存有的底質(zhì)類型參數(shù)相比較，得出相應(yīng)底質(zhì)類型，并將這些數(shù)據(jù)打包，一個周期接一個周期循環(huán)往復(fù)，從而完成連續(xù)走航式海底表層底質(zhì)探測。

沿岸測量系統(tǒng)在沿岸測量中的應(yīng)用

（1）使用要求

每次出測前特別是長時間沒有使用該系統(tǒng)時對25 kHz和200 kHz換能器的絕緣阻抗以及電容值的測量非常重要，因為底質(zhì)測量對信號要求比較高，換能器探頭4個指標(biāo)任何一個達(dá)不到規(guī)定數(shù)值，就可能對底質(zhì)測量數(shù)據(jù)精度造成較大影響。

海底表層底質(zhì)探測系統(tǒng)在單獨測深時，測深最大量程為500 m(25 kHz為必選通道)，雙頻測深時，(復(fù)選200 kHz)最大量程為200 m，如果同時進(jìn)行底質(zhì)探測和水深測量，因為對信號的特殊要求，最大量程為100 m。該系統(tǒng)采用了與傳統(tǒng)雙頻測深儀相同頻率的換能器，因此可以直接使用其船底原先安裝的換能器。該系統(tǒng)在換能器接線方面充分考慮了此類情況。使用專用接線盒。使這兩種換能器接線時互不影響。

內(nèi)業(yè)處理中，底質(zhì)數(shù)據(jù)按國標(biāo)要求，底質(zhì)測線間隔可以隨水深間隔，也可根據(jù)實際需要采用，定位點間距為圖上2～2.5 cm。由于系統(tǒng)軟件導(dǎo)出的底質(zhì)文本文件提供定位點間距輸出功能比較簡單，建議外業(yè)操作人員在進(jìn)行需要有底質(zhì)探測時，盡量采用測完一條測線后手工停止再測下一條線。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的訓(xùn)練

在一般海域，系統(tǒng)因為本身存有前期訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和分類規(guī)則，所以底質(zhì)識別整個過程實時自動完成，用戶無須干預(yù)，在陌生海域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的訓(xùn)練有助于提高底質(zhì)識別的準(zhǔn)確率，其工作原理就是將工作海區(qū)內(nèi)已知的底質(zhì)類型(就泥、沙兩種底質(zhì)類型)海區(qū)的測量數(shù)據(jù)，提供給系統(tǒng)，系統(tǒng)基于這些數(shù)據(jù)對識別參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的訓(xùn)練可以提高系統(tǒng)的底質(zhì)識別準(zhǔn)確率，但不是底質(zhì)測量的必要環(huán)節(jié)。若用戶不能準(zhǔn)確把握海底底質(zhì)而修改神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可能會適得其反，因此用戶如果無法確定其海底底質(zhì)可以不需要進(jìn)行訓(xùn)練，而是采用系統(tǒng)本身自帶的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。 2100433B