專利名稱：海洋平臺海底地基地形地貌測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋遙感探測和海洋石油平臺安全領(lǐng)域，尤其涉及一種海洋平臺海底地基地形地貌測量儀。
背景技術(shù)：
目前，全世界有6500多座油氣生產(chǎn)設(shè)施在53個國家的海域作業(yè)。其中，美國墨西哥灣有4000多座，約950座在亞洲，700余座在中東，600余座在北海和大西洋東北，我國僅中海油就有近200座固定平臺，這些海上設(shè)施為世界創(chuàng)造了巨大的財富。盡管固定平臺的設(shè)計壽命一般為20年，但由于油田生產(chǎn)的需要，絕大部分平臺在達到設(shè)計壽命后依然繼續(xù)服役。而隨著油價的攀升，邊際油田的開發(fā)具有特殊的意義，這進一步要求現(xiàn)役平臺功能的擴充和新建平臺依托現(xiàn)役平臺的改造。所有這些都要求對目標平臺進行健康檢測和 診斷，需要對平臺結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)、充分和具體的檢測，綜合評價平臺繼續(xù)服役和超期服役的安全性及可能性，更深地挖掘平臺的潛能。由于海洋平臺分布范圍廣泛，平臺設(shè)計建造年代跨度大，面臨不同的惡劣環(huán)境條件和嚴重的地基沖刷、基礎(chǔ)軟化等影響平臺安全的特殊問題，進一步需要對現(xiàn)役平臺進行海底地基形位測量。目前石油行業(yè)普遍采用的平臺海底地基形位測量的方法主要有兩種，一種是利用潛水員進行摸探的方式，另一種是利用單波束超聲測深儀。其中，第一種方法由于受到潛水員水下作業(yè)時間和活動范圍的限制，只能對平臺樁基極小的范圍進行摸探，同時水下作業(yè)又存在較大的安全風險，因此非迫不得已一般也很少采用。利用單波束超聲測深儀進行水下平臺海底地基形位測量，可以避免潛水員的水下作業(yè)風險，但是由于其測量效率低，測量間隔大，很難實現(xiàn)對平臺地基形位的精細測量，從而難以準確的判斷地基沖刷和基礎(chǔ)軟化程度以及對平臺安全的影響程度。隨著，世界油價的不斷上漲和平臺服役期的不斷延長，海洋石油行業(yè)迫切需要一種高效率、高精度的海洋平臺海底地基形位測量裝置，以實現(xiàn)對平臺海底地形的三維精細測量，并以此作為一個重要的依據(jù)評估平臺的安全性和可繼續(xù)服役時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點，而提供一種海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其根據(jù)多波束聲學探測基本原理設(shè)計而成，可利用多通道發(fā)射換能器陣實現(xiàn)探測超聲波的寬覆蓋，多通道接收換能器陣則保證對海底散射回波信號的高分辨力接收，從而有效地實現(xiàn)對海洋平臺海底地基的高精度、高效率測量。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，主要包括水下分機113、水上分機114以及連接二者的電纜；其由水下分機113向水中發(fā)射高頻聲波信號，聲波遇到平臺海底地基發(fā)生反射，反射信號再由水下分機113接收并進行濾波、放大等調(diào)理操作后通過電纜上傳至水上分機114進行處理后得到255個深度測量值。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中水下分機113由多通道信號發(fā)射機103、發(fā)射換能器陣101、多通道接收換能器陣102和接收前置放大電路104組成；該發(fā)射換能器陣101與多通道接收換能器陣102相連；該多通道信號發(fā)射機103與發(fā)射換能器陣101和主控計算機108相連，在主控計算機108控制下向水中發(fā)射高頻聲信號；該接收換能器陣102與接收前置放大電路104相連，將接收到的海底回波信號進行放大后上傳給水上分機114中的信號調(diào)理電路105。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中水上分機114由信號調(diào)理電路105、信號采集與預處理電路106、信號處理電路107、主控計算機108、海量存儲器109、顯示器110、繪圖儀111以及輔助測量設(shè)備112組成；該信號調(diào)理電路105、信號采集電路106及信號處理電路107依次與主控計算機108相連，海量存儲器109、顯示器110、繪圖儀111和
輔助測量設(shè)備112分別與主控計算機108相連；該海量存儲器109通過SATA接口與主控計算機108相連；該顯示器110通過VGA接口與主控計算機108相連；該繪圖儀111通過以太網(wǎng)接口與主控計算機108相連；該輔助測量設(shè)備112通過串口與主控計算機108相連。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中多通道信號發(fā)射機103的通道數(shù)為56通道，其由信號發(fā)生器201、功率放大器組202及多通道阻抗匹配器電路203組成并依次連接；該信號發(fā)生器201通過水密電纜與主控計算機108相連，多通道阻抗匹配器電路203與發(fā)射換能器陣101相連，使輸出信號電連接至發(fā)射換能器陣101。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中接收前置放大電路104由依次電信號連接的固定增益放大器組301和帶通濾波器組302組成；其中固定增益放大器組301的輸入與多通道接收換能器陣102相連；帶通濾波器組302與水上分機114的信號調(diào)理電路105相連；該接收前置放大電路104的通道數(shù)為80。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中發(fā)射換能器陣101是由等間距多通道換能器陣組成的均勻弧陣，其通道數(shù)為56。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中多通道接收換能器陣102是由等間距多通道換能器陣組成的均勻線陣，其通道數(shù)為80。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中信號調(diào)理電路105采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機108中，其由依次電信號連接的帶通濾波器組401、可變增益放大器組402、帶通濾波器403以及固定增益放大器組404組成，其中帶通濾波器組401的輸入信號為水下分機113帶通濾波器組302的輸出信號，固定增益放大器組404的輸出信號連接至信號采集與預處理電路106。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中信號采集與預處理電路106采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機108中，其由邏輯控制器501、1#DSP處理器502、2#DSP處理器503、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504和PCI接口控制器505組成；其中，邏輯控制器501、1#DSP處理器502、2#DSP處理器503和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504為電信號連接，PCI接口控制器505與1#DSP處理器502、2#DSP處理器503相互間為電信號連接，同時邏輯控制器501還與信號處理系統(tǒng)107的PCI接口控制器601電路相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504的輸入信號為信號調(diào)理電路105的輸出信號。前述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中信號處理系統(tǒng)107采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機108中，其由PCI接口控制器601、3#DSP處理器602、4#DSP處理器603、5#DSP處理器604、6#DSP處理器605、7#DSP處理器606、8#DSP處理器607、邏輯控制器608以及串口擴展模塊609組成；該PCI接口控制器601、3#DSP處理器602、4#DSP處理器603、5#DSP處理器604、6#DSP處理器605、7#DSP處理器606、8#DSP處理器607及串口擴展模塊609均通過電信號與邏輯控制器608相連。本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀的有益效果，其是由水下分機向水中發(fā)射高頻聲波信號，聲波遇到平臺海底地基發(fā)生發(fā)射，發(fā)射信號再由水下分機接收并進行濾波、放大等調(diào)理操作后通過電纜上傳至水上分機進行處理后得到255個深度測量值。通過測量船搭載形位測量儀圍繞平臺航行測量，則可形成整個海洋平臺海底地基的三維形位圖像?？蓮V泛應用于海洋平臺海底地基的沖刷、淤積等測量，為平臺安全提供可靠的海底地基二維息。


圖I為本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀系統(tǒng)組成框圖。圖2為本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀信號多通道信號發(fā)射機框圖。圖3為本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀接收前置放大電路框圖。圖4為本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀信號調(diào)理電路框圖。
圖5為本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀信號采集與預處理電路框圖。圖6為本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀信號處理電路框圖。圖中主要標號說明113水下分機、114水上分機、101發(fā)射換能器陣、102多通道接收換能器陣、103多通道信號發(fā)射機、104接收前置放大電路、105信號調(diào)理電路、106信號采集與預處理電路、107信號處理電路、108主控計算機、109海量存儲器、110顯示器、111繪圖儀、112輔助測量設(shè)備、201信號發(fā)生器、202功率放大器組、203多通道阻抗匹配器電路、301固定增益放大器組、302帶通濾波器組、401帶通濾波器組、402可變增益放大器組、403帶通濾波器、404固定增益放大器組、501邏輯控制器、502為WDSP處理器、503為2#DSP處理器、504模數(shù)轉(zhuǎn)換器組、505為PCI接口控制器、601為PCI接口控制器、602為3#DSP處理器、603為4#DSP處理器、604為5#DSP處理器、605為6#DSP處理器、606為7#DSP處理器、607為8#DSP處理器、608為邏輯控制器、609為串口擴展模塊。
具體實施例方式如圖I至圖6所示，本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其主要包括水下分機113、水上分機114以及連接二者的電纜；其由水下分機113向水中發(fā)射高頻聲波信號，聲波遇到平臺海底地基發(fā)生反射，反射信號再由水下分機113接收并進行濾波、放大等調(diào)理操作后通過電纜上傳至水上分機114進行處理后得到255個深度測量值。如圖I至圖6所示，本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其中，該水下分機113由多通道信號發(fā)射機103、發(fā)射換能器陣101、多通道接收換能器陣102和接收前置放大電路104組成；該發(fā)射換能器陣101與多通道接收換能器陣102相連；該多通道信號發(fā)射機103與發(fā)射換能器陣101和主控計算機108相連，在主控計算機108控制下向水中發(fā)射高頻聲信號；該接收換能器陣102與接收前置放大電路104相連，將接收到的海底回波信號進行放大后上傳給水上分機114中的信號調(diào)理電路105。該水上分機114由信號調(diào)理電路105、信號采集與預處理電路106、信號處理電路107、主控計算機108、海量存儲器109、顯示器110、繪圖儀111以及輔助測量設(shè)備112組成；該信號調(diào)理電路105、信號采集電路106及信號處理電路107依次與主控計算機108相連，海量存儲器109、顯示器110、繪圖儀111和輔助測量設(shè)備112分別與主控計算機108相連；該海量存儲器109通過SATA接口與主控計算機108相連；該顯示器110通過VGA接口與主控計算機108相連；該繪圖儀111通過以太網(wǎng)接口與主控計算機108相連；該輔助測量設(shè)備112通過串口與主控計算機108相連。該多通道信號發(fā)射機103的通道數(shù)為56通道，其由信號發(fā)生器201、功率放大器組202及多通道阻抗匹配器電路203組成并依次連接；該信號發(fā)生器201通過水密電纜與主控計算機108相連，多通道阻抗匹配器電路203與發(fā)射換能器陣101相連，使輸出信號電連接至發(fā)射換能器陣101，如圖2所示。該接收前置放大電路104由依次電信號連接的固定增益放大器組301和帶通濾波 器組302組成；其中固定增益放大器組301的輸入與多通道接收換能器陣102相連；帶通濾波器組302與水上分機114的信號調(diào)理電路105相連，如圖3所示；該接收前置放大電路104的通道數(shù)為80。該發(fā)射換能器陣101是由等間距多通道換能器陣組成的均勻弧陣，其通道數(shù)為56。該多通道接收換能器陣102是由等間距多通道換能器陣組成的均勻線陣，其通道數(shù)為80。該信號調(diào)理電路105采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機108中，其由依次電信號連接的帶通濾波器組401、可變增益放大器組402、帶通濾波器403以及固定增益放大器組404組成，其中帶通濾波器組401的輸入信號為水下分機113帶通濾波器組302的輸出信號，固定增益放大器組404的輸出信號連接至信號采集與預處理電路106，如圖4所示。該信號采集與預處理電路106采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機108中，其由邏輯控制器501、1#DSP處理器502、2#DSP處理器503、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504和PCI接口控制器505組成；其中，邏輯控制器501、1#DSP處理器502、2#DSP處理器503和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504為電信號連接，PCI接口控制器505與1#DSP處理器502、2#DSP處理器503相互間為電信號連接，同時邏輯控制器501還與信號處理系統(tǒng)107的PCI接口控制器601電路相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504的輸入信號為信號調(diào)理電路105的輸出信號,如圖5所不。該信號處理系統(tǒng)107采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機108中，其由PCI接口控制器 601、3#DSP 處理器 602、4#DSP 處理器 603、5#DSP 處理器 604、6#DSP 處理器 605、7#DSP處理器606、8#DSP處理器607、邏輯控制器608以及串口擴展模塊609組成；該PCI接口控制器 601、3#DSP 處理器 602、4#DSP 處理器 603、5#DSP 處理器 604、6#DSP 處理器 605、7#DSP處理器606、8#DSP處理器607及串口擴展模塊609均通過電信號與邏輯控制器608相連，如圖6所示。本發(fā)明海洋平臺海底地基地形地貌測量儀的工作原理和基本工作流程如下多通道發(fā)射換能器陣101與多通道接收換能器陣102組成T字形配置，接收在上發(fā)射在下。換能器陣安裝于測量船底部或舷側(cè)，保證發(fā)射陣與船行方向一致，接收陣垂直于船行方向。在主控計算機108的控制下，信號發(fā)生器201產(chǎn)生頻率為300千赫茲的CW脈沖，通過功率放大器組202放大和多通道阻抗匹配器電路203進行阻抗匹配后，經(jīng)由多通道發(fā)射換能器陣102把電信號轉(zhuǎn)換成聲信號發(fā)射到水中傳送出去，發(fā)射出去的聲波照射到海底的區(qū)域為一個沿船行方向窄、垂直于船行方向?qū)挼臈l帶狀。發(fā)射聲波經(jīng)由海底反射回到換能器陣，多通道接收換能器陣101把接收到的聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過接收前置放大電路104、信號調(diào)理電路105后將調(diào)理后的信號送至信號采集與預處理電路106進行波束形成處理，形成255個沿船行方向?qū)挕⒋怪庇诖蟹较蛘莫毩⒔邮詹ㄊ?，將接收波束?shù)據(jù)送至信號處理系統(tǒng)107進行后續(xù)處理得到255個測量值。通過測量船的不斷走航最終形成完整的平臺海底地基三維測量圖像。實施例本發(fā)明實施方式中的多通道發(fā)射換能器陣101與多通道接收換能器陣102組成T字形配置，接收在上發(fā)射在下。換能器陣安裝于測量船底部或舷側(cè)，保證發(fā)射陣與船行方向一致，接收陣垂直于船行方向，為了保證探測效果，安裝時，從減少航行噪聲(機械傳導噪聲和螺旋槳噪聲)、減少或避開氣泡層等方面考慮，換能器陣盡量選擇安裝在船舶航行時產(chǎn) 生水花最小及船體顛簸、搖擺幅度也最小的地方，一般在離船艏三分之一至五分之二的位置，而且吃水深度不應超過龍骨的深度，換能器陣面與水面平行放置。多通道發(fā)射換能器陣101、多通道接收換能器陣102、多通道信號發(fā)射機103和接收前置放大電路104組成水下分機113，除換能器陣外多通道信號發(fā)射機103和接收前置放大電路104均位于一個水密的電子艙內(nèi)。多通道信號發(fā)射機103中的信號發(fā)生器201采用ALTERA公司EP2C35F484C8 FPGA芯片實現(xiàn)，產(chǎn)生56通道的頻率為300KHz的單頻填充脈沖信號，功率放大器組202由一個D類放大器和一個變壓器組成，將信號發(fā)生器201產(chǎn)生的5V信號放大為峰峰值為400V的信號，多通道阻抗匹配器電路203為RC匹配網(wǎng)絡，實現(xiàn)與多通道發(fā)射換能器陣101的阻抗匹配。接收前置放大電路104具有高輸入阻抗、低輸出阻抗和很增益帶寬積特性，同時還具有極低的噪聲，其固定增益為40dB，與多通道接收換能器陣13相連，從而無失真地接收和放大海底回波信號。本發(fā)明實施方式中的主控計算機108為一臺CPCI結(jié)構(gòu)的便攜式一體機，共六個槽位，其中信號調(diào)理電路105占兩個槽位，信號采集與預處理電路106和信號處理系統(tǒng)107分別占用一個槽位。信號調(diào)理電路105位于水上分機114，由水密電纜與水下分機113中的接收前置放大電路104相連。其中的帶通濾波器組401是利用運算放大器構(gòu)建的有源二階帶通濾波器組，在信號接收頻帶內(nèi)起伏較小，通帶內(nèi)外的抑制比達到40dB，可變增益放大器組402 —方面對信號進行進一步的放大(放大倍數(shù)可調(diào))；另一方面進行系統(tǒng)的混頻處理，將高頻窄帶回波信號調(diào)制到低頻段方便進一步的采集與處理；帶通濾波器組403是高通濾波器組和低通濾波器組的組合，用來濾出回波信號的低頻包絡；固定增益放大器組404也是一個固定增益達40dB的放大器組，進一步放大信號。信號采集與預處理電路106中的邏輯控制器501采用ALTERA公司的EP2C35F484C8 FPGA分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504、1#DSP處理器502和2#DSP處理器503通過IO引腳相連，實現(xiàn)對模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504控制實現(xiàn)采集功能，并將采集的結(jié)果傳送給1#DSP處理器502和2#DSP處理器503進行預處理，同時還通過CPCI底板與信號處理系統(tǒng)107相連將預處理結(jié)果傳送到信號處理系統(tǒng)107。模數(shù)轉(zhuǎn)換器組504由20片AD7865組成，每片AD7865有4個采集通道共計80個通道。1#DSP處理器502和2#DSP處理器503采用美國TI公司的TMS320C6713B⑶P300浮點DSP處理器完成數(shù)據(jù)的預處理，兩個DSP處理器都通過HPI主機接口與PCI接口控制器505相連，實現(xiàn)主機參數(shù)的加載，本實施例中的PCI接口控制器505選用TI公司的PCI2040接口芯片來實現(xiàn)。信號處理系統(tǒng)107中的邏輯控制器608采用ALTERA公司的EP2C80F896C8，分別與6個DSP處理器、PCI接口控制器601、串口擴展模塊609以及信號采集與預處理電路106相連。6個DSP處理器都采用美國TI公司的TMS320C6713B⑶P300浮點DSP處理器，PCI接口控制器601采用PLX公司的PCI9054芯片實現(xiàn)與主控計算機相連，串口擴展模塊609采用2片MAX3232和3片MAX488實現(xiàn)，完成輔助測量設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和水下分機控制。 本實施實例中還包括主控計算機108上運行一套監(jiān)控軟件，實現(xiàn)工作參數(shù)設(shè)置、圖形顯示、數(shù)據(jù)存儲和設(shè)備開關(guān)等功能。本實例的基本參數(shù)還包括發(fā)射聲功率(強、中、弱)三檔可調(diào)，探測脈沖長度(O. 15ms、0. 25ms、0. 5ms> 1ms)四檔可調(diào)，探測周其月(O. 125s、O. 25s、0. 5s、ls)四檔可調(diào)。本實施例中未進行說明的內(nèi)容為現(xiàn)有技術(shù)，故，不再進行贅述。本發(fā)明的優(yōu)點是利用多波束聲學探測的基本原理，每次超聲信號的發(fā)射和接收都能得到平臺海底地基周圍255個測量點，因此與單波束測深儀相比可以極大的提高測量效率，同時由于采用了聲學遙測的方法，從而避免了潛水員的水下作業(yè)，大大提高了海洋平臺海底地基形位測量的安全性。由此可見，此設(shè)備可以大大提高平臺海底地基行為測量效率具有非常廣闊的應用前景。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，主要包括水下分機(113)、水 上分機(114)以及連接二者的電纜；其由水下分機(113)向水中發(fā)射高頻聲波信號，聲波遇 到平臺海底地基發(fā)生反射，反射信號再由水下分機(113)接收并進行濾波、放大等調(diào)理操作 后通過電纜上傳至水上分機(114)進行處理后得到255個深度測量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述水下 分機(113)由多通道信號發(fā)射機(103)、發(fā)射換能器陣(101)、多通道接收換能器陣(102)和 接收前置放大電路(104)組成；該發(fā)射換能器陣(101)與多通道接收換能器陣(102)相連； 該多通道信號發(fā)射機(103)與發(fā)射換能器陣(101)和主控計算機(108)相連，在主控計算機 (108)控制下向水中發(fā)射高頻聲信號；該接收換能器陣(102)與接收前置放大電路(104)相 連，將接收到的海底回波信號進行放大后上傳給水上分機(114)中的信號調(diào)理電路(105)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述水上 分機(114)由信號調(diào)理電路(105)、信號采集與預處理電路(106)、信號處理電路(107)、主 控計算機(108)、海量存儲器(109)、顯示器(110)、繪圖儀(111)以及輔助測量設(shè)備(112)組 成；該信號調(diào)理電路(105)、信號采集電路(106)及信號處理電路(107)依次與主控計算機 (108)相連，海量存儲器(109)、顯示器(110)、繪圖儀(111)和輔助測量設(shè)備(112)分別與主 控計算機(108)相連；該海量存儲器(109)通過SATA接口與主控計算機(108)相連；該顯 示器(110)通過VGA接口與主控計算機(108)相連；該繪圖儀(111)通過以太網(wǎng)接口與主控 計算機(108)相連；該輔助測量設(shè)備(112)通過串口與主控計算機(108)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述多 通道信號發(fā)射機(103)的通道數(shù)為56通道，其由信號發(fā)生器(201)、功率放大器組(202)及 多通道阻抗匹配器電路(203)組成并依次連接；該信號發(fā)生器(201)通過水密電纜與主控 計算機(108)相連，多通道阻抗匹配器電路(203)與發(fā)射換能器陣(101)相連，使輸出信號 電連接至發(fā)射換能器陣(101)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述 接收前置放大電路(104)由依次電信號連接的固定增益放大器組(301)和帶通濾波器組 (302)組成；其中固定增益放大器組(301)的輸入與多通道接收換能器陣(102)相連；帶通 濾波器組(302)與水上分機(114)的信號調(diào)理電路(105)相連；該接收前置放大電路(104) 的通道數(shù)為80。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述發(fā) 射換能器陣(101)是由等間距多通道換能器陣組成的均勻弧陣，其通道數(shù)為56。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述多 通道接收換能器陣(102)是由等間距多通道換能器陣組成的均勻線陣，其通道數(shù)為80。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述 信號調(diào)理電路(105)采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機(108)中，其由依次電信號連接的 帶通濾波器組(401)、可變增益放大器組(402)、帶通濾波器(403)以及固定增益放大器組 (404)組成，其中帶通濾波器組(401)的輸入信號為水下分機(113)帶通濾波器組(302)的 輸出信號，固定增益放大器組(404)的輸出信號連接至信號采集與預處理電路(106)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述 信號采集與預處理電路(106)采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機(108)中，其由邏輯控制器(501)、1#DSP處理器(502),2#DSP處理器(503),模數(shù)轉(zhuǎn)換器組(504)和PCI接口控制器 (505)組成；其中，邏輯控制器(501)、1#DSP處理器(502),2#DSP處理器(503)和模數(shù)轉(zhuǎn)換 器組(504)為電信號連接，PCI接口控制器(505)與1#DSP處理器(502),2#DSP處理器(503) 相互間為電信號連接，同時邏輯控制器(501)還與信號處理系統(tǒng)(107)的PCI接口控制器 (601)電路相連,模數(shù)轉(zhuǎn)換器組(504)的輸入信號為信號調(diào)理電路(105)的輸出信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其特征在于，所述信號 處理系統(tǒng)(107 )采用CPCI6U結(jié)構(gòu)安裝于主控計算機(108 )中，其由PCI接口控制器(601)、 3#DSP 處理器(602 )、4#DSP 處理器(603 )、5#DSP 處理器(604 )、6#DSP 處理器(605 )、7#DSP 處 理器(606)、8#DSP處理器(607)、邏輯控制器(608)以及串口擴展模塊(609)組成“_PCI接 口控制器(601)、3#DSP 處理器(602)、4#DSP 處理器(603)、5#DSP 處理器(604)、6#DSP 處理 器(605)、7#DSP處理器(606)、8#DSP處理器(607)及串口擴展模塊(609)均通過電信號與 邏輯控制器(608)相連。
全文摘要
本發(fā)明提供一種海洋平臺海底地基地形地貌測量儀，其主要包括水下分機、水上分機及連接二者的電纜；其由水下分機向水中發(fā)射高頻聲波信號，聲波遇到平臺海底地基發(fā)生反射，反射信號再由水下分機接收并進行濾波、放大等調(diào)理操作后通過電纜上傳至水上分機進行處理后得到255個深度測量值；其根據(jù)多波束聲學探測基本原理設(shè)計而成，可利用多通道發(fā)射換能器陣實現(xiàn)探測超聲波的寬覆蓋，多通道接收換能器陣則保證對海底散射回波信號的高分辨力接收，從而有效地實現(xiàn)對海洋平臺海底地基的高精度、高效率測量。
文檔編號G01C13/00GK102954788SQ201210379830
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者李志剛, 李海森, 陳祥余, 么彬, 周雷, 周天, 孟元棟, 陳寶偉, 鄧平, 魏玉闊, 王鳳云 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 哈爾濱工程大學