[发明专利]一种超声测量海底渗漏气流量的方法

权利要求书

1.一种超声测量海底渗漏气流量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、由渗漏气聚集装置聚集气泡上升流动；

B、控制超声反射换能器向含有渗漏气的水体发射超声波，由测强度超声接收换能器接收含有渗漏气水体的透射声波，同时由测速超声接收换能器接收由渗漏气体的流动对声波传播产生二次多普勒效应所产生的反射声波；

C、声波仪将接收换能器接收到的透射声波和反射声波的波形数据存储于计算机内，由计算机程序对声波波形数据进行频谱分析获取透射声波主频幅度和反射声波主频，通过透射声波主频幅度变化计算声波强度，通过反射声波主频变化计算声波频移；

D、将步骤C获得的声波强度结合截面含气率公式计算获得截面含气率；

E、基于步骤C获得的声波频移计算流速；

F、将步骤C获得的声波频移结合步骤E获取的流速和步骤D获取的截面含气率计算渗漏气流量；

其中，采用透射声波频谱幅度P(f0)建立与截面含气率的简化模型，

Rs＝k·P(f0)·sinθ

式中，k为比例系数，P(f0)是透射声波经过富里叶变换后，得到的对应声波主频f0的频谱幅度，θ为发射超声波束与气泡流速方向矢量夹角，截面含气率Rs；

渗漏气流速与声波在含渗漏气水体中的声波传播参数有关，表示如下：

v s = c 0 · f d 2 f 0 · c o s θ ]]>

式中，c0为超声波在水介质中传播速度，fd为与流速有关的多普勒频移量，vs为渗漏气流速；

所述测强度超声接收换能器相对安装于所述超声发射换能器的斜上方或斜下方，所述测强度超声接收换能器与所述超声发射换能器的轴心在同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的一种超声测量海底渗漏气流量的方法，其特征在于：步骤B的超声波发射换能器发生的超声波频率为1MHz。

3.根据权利要求1所述的一种超声测量海底渗漏气流量的方法，其特征在于：步骤B的超声发射换能器向含有渗漏气的水体发射超声波的控制是通过计算机控制声波仪触发声波发射电路来实现。

4.根据权利要求1所述的一种超声测量海底渗漏气流量的方法，其特征在于：步骤A当渗漏气聚集装置聚集的气泡均分布于其通道内上升流动时再进入下一步骤。