海底热液口温度场高精度声学测量方法研究.pdfVIP

第 33卷 第 3期 仪 器 仪 表 学 报 V0ll_33No．3 2012年 3月 ChineseJournalofScientificInstrument Mar．2012 海底热液广1m日度场高精度声学测量方法研究术 蔡 勇 ，潘 宏 ，周 艳 ，樊 炜 ，付现桥 (1浙江大学舟山海洋研究中心 舟山316021；2浙江大学流体传动及控制国家重点实验室 杭州 310000； 3浙江金鹰食品机械有限公司 舟山 316100；4杭州电子科技大学机械电子工程研究所 杭州 310018) 摘 要 ：介绍了海底热液 口温度场原位声学测量的基本原理、总体最小二乘重建方法和抛物插值算法。在云南省龙陵县茄子 山水库进行湖底试验研究，基于总体最小二乘重建方法准确地还原出湖底热泉的温度场原位分布；将抛物插值算法应用于声波 飞渡时间延时估计，并对抛物插值前后重建出的温度场进行最大绝对误差、最大相对误差和均方根误差分析。实验表明：总体 最小二乘重建方法和抛物插值算法可用于海底热液 口温度场的原位测量 ，且重建精度比较高。 关键词：海底 ；热液口；声学测温；温度场 ；总体最小二乘法 ；抛物插值 中图分类号 ：TB52 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：570．5099 Studyonhighprecisionacousticmeasurementtechniquesfordetermining temperaturefieldsaround seafloorhydrothermalvents CaiYong一，PanHong ，ZhouYan ，FanWei，FuXianqiao (OceanResearchCenterofZhoushan，ZhejiangUniveni~，Zhoushan316021，China；2TheStateKeyLaboratoryof FluidPowerTransmissionandControl，ZhefiangUniversity，Hangzhou310000，China；3ZhejiangJinyingFood MachineryCo．，Ltd．，Zhonshan316100，China；4InstituteofMechatronicEngineering，HangzhouDianzi University，Hangzhou310018，China) Abstract：Thispaperpresentsthebasicprincipleoftheacousticmethodusedfortemperaturefieldmeasurementof seafloorhydrothermalvents，whichincludestotalleast-squaresalgorithm andparabolicinterpolationtechnique．Ex— perimentresearchwasperformedtoexactlyrebuildthetemperaturefieldsaroundthehotspringsonthefloorofLake Qiezishan，Yunnan．Theaccuracyoftimeofflightestimationhasbeenimprovedbasedontheparabolicinteprolation technique．Atthesametime，throughcomparingthetwotemperaturefieldsobtainedbeforeandafterparabolicinter- polation，themaxabsoluteerror，themaxrelativeerrorandtherootmeansquareerroraregiven．Experimentresult showsthatthetotalleast-squaresalgorithm andtheparabolicinteprolationtechniquecan beappliedtotemperat