收藏本站
《中国海洋大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于激光干涉原理的海洋灾害预警关键技术研究

周忠海  
【摘要】: 二十一世纪是海洋的世纪,海洋经济在很多国家的经济中所占的比重越来越大。然而,我国的海洋灾害频发,造成巨大的生命财产损失。做好海洋灾害预警工作可以有效地促进国家的经济发展和保障人民的生命财产安全。 本文依托于国家科技部国际科技合作计划项目“基于激光干涉原理的海洋灾害预警系统”(课题编号:2008DFR20230)。首先总结了我国海洋动力灾害的现状和世界各国使用的地球动力学检测技术;然后介绍了项目中所使用激光干涉测量装置,及其所获得的干涉图像的处理办法;最后以俄方建成的两个相距250公里的实验站为依托,完成了关于地球动力和地壳微形变之间关系的实验研究,并对实验数据进行了分析,得出了相关的结论。 本文创新性的提出了采用激光干涉技术来测量海洋动力灾害所引起的地壳的微小形变。采用的激光干涉测量装置的位移测量精度可达到10-11m,能够检测频率从0Hz开始的地壳振动,具有良好的低频响应特性,对地壳常见的低频振动具有良好的响应,这些特性是其它地球动力学检测方法所不具备的。 本文的主要工作如下: 1、检测装置的测量精度和稳定度完全取决于激光源的频率稳定性及其相干性,因此,选择频率非常稳定He-Ne激光器作为测量装置的光源,能够保证光束在长光程上同样具有非常好的相干特性。在光信号传输过程中采用增压光束导管,将光信号受传播噪声的影响降到最小。 2、在干涉仪的设计上,为了增加系统的灵敏度,采用了臂长为52.5m的迈克尔逊激光干涉仪。干涉仪的动镜是激光干涉仪中唯一不断运动的部件,其在运动过程中的平稳性保证干涉图像和复原光谱的质量。采用准猫眼动镜有效克服了动镜倾斜带来的对光谱质量的影响,并在文中分析了准猫眼动镜的工作原理,同时给出了准猫眼动镜的选择原则。激光干涉仪参考臂由具有调制和补偿功能的双PZT组构成,分析了双PZT组的最佳组合方式,及其在调制信号和反馈补偿信号作用下对干涉测量仪光程差的改变情况。上述这些方法最终解决了激光干涉仪测量低频微小振动中的关键技术问题。 3、我们通过使用间隔布置的激光干涉仪进行测量,发现了海洋内波和表面波可以造成地壳水平方向上的微应变。同时,我们从实验角度揭示了采用激光干涉仪测量地震先兆的可能性。 4、研究了水声波到声震波的转换。当水声源在岩基或斜坡后面时,地震波信号就会被不同的低频信号调制。在深海或浅海里安置低频水声源,通过激光干涉仪接收到的水声振荡波信号的变化,发现了水声波以接近临界角的方式作用在海底,并且最终转变为地震声波。 5、证实了海洋内波能量不转换为小规模湍流能量,而是转换为海底(岩石圈)弹性振动能量。海洋表面波和内波与海底交互作用过程中,能量大多以Rayleigh波的形式被岩石圈吸收。 6、本文分析了日本海大陆架区域由海洋内在重力波导致的低频岩石圈变形的数据,得出当波浪由大陆架边缘向日本海海岸传播时,周期可能会随着压力的增加而增大,并且伴随着地球重力波幅值增加的结论。 以上研究成果表明激光干涉测量技术可以为海洋动力灾害预警提供科学的检测数据。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈铁君;;JG-Ⅱ型自动补偿激光干涉仪[J];仪表技术与传感器;1980年02期
2 B.A.Ханов;魏和荣;;用激光干涉仪的测量方法的分析[J];国外计量;1981年01期
3 陆伯印,赵美蓉,徐燕申,周胜;带有三维激光干涉仪和压电位移执行器的新型主动隔振系统[J];仪器仪表学报;1996年02期
4 廖澄清,朱小平,王蔚晨,杜华;激光干涉仪测长精度校准方法的研究[J];现代测量与实验室管理;2005年01期
5 韩大勇;;数控机床线性轴定位与重复定位精度的检测[J];计测技术;2008年04期
6 ;测角度的激光干涉仪[J];光学精密工程;1978年05期
7 顺;;组合式激光干涉仪[J];应用光学;1993年02期
8 周星;用激光干涉仪测量数控机床回转轴精度[J];工具技术;1997年02期
9 张虎,周云飞,陈吉红,师汉民;数控机床补偿误差的激光干涉仪识别技术[J];华中科技大学学报(自然科学版);2001年12期
10 宋波;;大尺寸石英玻璃光学均匀性的测量[J];中国建材科技;2006年01期
11 于迎红;;激光干涉仪线性光束准直的快速调整方法[J];计量技术;2006年09期
12 曹永洁;万军;傅建中;张孝三;;激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差分析[J];机床与液压;2007年04期
13 蒋秀兰;祝逸庆;马建敏;傅云霞;蔡明钢;葛爱明;王青;陈磊;;双波长激光量块干涉仪减小量块中心长度测量不确定度的措施[J];上海计量测试;2010年06期
14 陈洪芳;林虎;殷建杰;;数字式测高仪定位误差的测量及补偿[J];机电工程;2011年02期
15 刘丽君;;JG-Ⅱ型自动补偿激光干涉仪鉴定会[J];仪表技术与传感器;1979年06期
16 高木信雄;张耀宏;;使用激光干涉仪的直线度、超高分辨率系统[J];国外计量;1987年04期
17 ;GLI-100型量块激光干涉仪研制成功[J];计量学报;1992年03期
18 范志刚,浦昭邦,徐进;量块检定用激光干涉仪[J];应用激光;1996年01期
19 茅振华,王鹏翔,裘越;激光干涉仪在测长机检定中的应用[J];计量技术;1999年09期
20 暴亚琼;苏寒松;;反馈式激光干涉仪条纹锁定现象分析[J];电子测量技术;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方明;;激光干涉仪在水平仪检定器检定中的运用[A];江苏计量测试学术论文集(2009)[C];2009年
2 王广宇;洪延姬;叶继飞;;激光干涉仪测微冲量原理[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
3 夏瑞雪;陈晓怀;;纳米三坐标测量机误差检定方法研究[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
4 曹利波;;计量保证方案在国防计量中的应用[A];2007年度中国航空学会计量技术专业委员会计量与质量专题学术交流会论文集[C];2007年
5 曹利波;;利用激光干涉仪对机床定位精度的快速检测[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
6 周罡;王瑞;;指示类量具检定仪示值误差校准方法的探讨[A];江苏计量测试学术论文集(2009)[C];2009年
7 胡小唐;禹国强;刘安伟;杨勇;;三维一体化超微定位系统的研制[A];第五届全国STM学术会议论文集[C];1998年
8 高宏堂;叶孝佑;高思田;;实现激光干涉信号均匀分布取样方法的研究[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
9 卢明臻;高思田;杜华;崔建军;;大范围纳米结构测量系统原子力测头的研究[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
10 方明;;数控回转轴的检测[A];2008年江苏省计量测试学术论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;国外仪器仪表发展趋势漫谈(待续)[N];中国机电日报;2000年
2 赵欣;王博士解析3D技术[N];中国国门时报;2002年
3 苏 林;神奇的纳米激光器测尺[N];大众科技报;2003年
4 宁薇;让精密仪器更精准[N];中国矿业报;2003年
5 张孟军;选建大型科研设施应进行公开评估[N];科技日报;2004年
6 李虎城;英国机床为何总是离中国市场有点远[N];中国机电日报;2001年
7 王潇;昌河:探索走效益型设备管理之路[N];中国航空报;2003年
8 明 捷;借助“纳米竖琴”观察微观世界共振现象[N];大众科技报;2003年
9 宁薇;中国地大(武汉)研制出高精度激光倾斜仪[N];人民日报海外版;2003年
10 记者 杨建平;汉川机床公司成为我国机床加工中心[N];陕西日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 周忠海;基于激光干涉原理的海洋灾害预警关键技术研究[D];中国海洋大学;2009年
2 高思田;计量型原子力显微镜的研究[D];天津大学;2007年
3 张斌;精密工程中免形状测量的关键技术研究[D];北京工业大学;2012年
4 黎永前;纳米精度测量与校准系统关键技术研究[D];西北工业大学;2003年
5 程方;纳米三坐标测量机测控系统关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年
6 赵健;面向复合式测量的自感应AFM测头开发与系统研究[D];天津大学;2011年
7 王晨晨;异端类型三坐标测量机结构原理及误差修正技术研究[D];合肥工业大学;2012年
8 李鹏;加工中心在机复合式检测系统的关键技术研究[D];大连海事大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于乃昭;激光干涉仪在低频微小振动测量中的应用[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 来展;激光干涉仪信号处理系统及纳米测量机控制系统的研究[D];中国计量科学研究院;2011年
3 黄根旺;斐索型移相式激光干涉仪研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 邹建忠;激光干涉仪跟踪式无导轨测量的研究[D];西安理工大学;2001年
5 刘宁;双光路激光干涉测长仪及其在三坐标机上的使用[D];天津大学;2005年
6 刘法泉;Canon KrF扫描光刻机套准精度的改进方法研究[D];上海交通大学;2008年
7 王二辉;EAST三道HCN激光干涉仪的研制的研制[D];中国科学技术大学;2010年
8 王欢;数控机床几何误差非接触圆轨迹检测方法研究[D];西安理工大学;2007年
9 金小兵;硅片调焦调平测量系统性能测试方法研究[D];华中科技大学;2007年
10 高宏堂;2.5维大范围纳米激光干涉测长信号处理子系统的研究[D];中国计量科学研究院;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978