阅读说明：本技术 一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法 (Transverse and longitudinal wave separation and dissociation analysis method based on three-dimensional space technology ) 是由 安庆 吴博 杨华美 李凤旭 贺照云 于 2021-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法,涉及深海探测技术领域,包括：S1：在横梁下侧设置万向转轴和第一解析板；S2：在第一解析板下方设置驱动电机和第二解析板,第二解析板下侧设置投射灯；S3：在横梁上设置发生器、第一接收器和第二接收器,第一接收器与纵波振子电连接,第二接收器与横波振子电连接；S4：驱动电机驱动第二解析板转动,在第二解析板下方设置弧形光幕,得到照射轨迹；S5：获取在照射轨迹曲线,得到横纵波分离解析后的实际反馈波息。本发明结构简单,使用方便,无需精准调试,就可以对横波和纵波进行分离解析,消除横纵波之间的干扰,解析效率高,精确度高,且生产成本低,可以大量进行生产和使用。(The invention provides a transverse and longitudinal wave separation and dissociation analysis method based on a three-dimensional space technology, which relates to the technical field of deep sea detection and comprises the following steps: s1: a universal rotating shaft and a first analysis plate are arranged on the lower side of the cross beam; s2: a driving motor and a second analysis plate are arranged below the first analysis plate, and a projection lamp is arranged on the lower side of the second analysis plate; s3: a generator, a first receiver and a second receiver are arranged on the cross beam, the first receiver is electrically connected with the longitudinal wave oscillator, and the second receiver is electrically connected with the transverse wave oscillator; s4: the driving motor drives the second analysis plate to rotate, and an arc-shaped light curtain is arranged below the second analysis plate to obtain an irradiation track; s5: and acquiring an irradiation track curve to obtain actual feedback information after transverse and longitudinal wave separation and analysis. The invention has simple structure, convenient use, high analysis efficiency, high accuracy and low production cost, can separate and analyze transverse waves and longitudinal waves without accurate debugging, eliminates the interference between the transverse waves and the longitudinal waves, and can be produced and used in large quantities.)

一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法

技术领域

本发明涉及深海探测

技术领域

，

尤其是，本发明涉及一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法。

背景技术

随着技术飞速的进步，我们对于海洋的探索也越来越受到重视，海底地形复杂，特别是深海区域的探测十分的复杂，现在大多是根据声呐探测海底的情形进行分析。

但是声呐的声波包括横波和纵波，尤其是海底地形的变化导致的纵波数量大大增加，那么需要对海底进行探测需要同时对横波和纵波进行解析，但是不论是何种纵波的检测，都需要很高的检测精确度，且横波与纵波之间的传递速度差会产生干扰，所以需要将横波和纵波之间的干扰进行消除，才能进行海底信息的精确获取，例如中国专利发明专利CN111257413A公开了一种三维原位实时海底沉积物声学断面扫描装置，属于海洋地质探测领域。本发明包括支撑框架，所述支撑框架上设有水声通讯器、控制单元、声学信号发射采集单元和贯入系统，所述贯入系统上设有若干声学探杆；每个所述声学探杆纵向上至少设置若干纵波换能器或至少设置若干横波换能器；其中一个纵波换能器作为发射换能器，其他声学探杆中的纵波换能器作为接收换能器；或者其中一个横波换能器作为发射换能器，其他声学探杆中的横波换能器作为接收换能器；各纵波换能器或横波换能器均与声学信号发射采集单元通信连接。上述发明可以实时获取海底沉积物三维纵波和横波特性；从而通过水合物饱和度与弹性波速的关系反演得到测量区域沉积物中天然气水合物的饱和度。

但是上述探测方法依然存在以下缺点：结构复杂，生产成本高，使用麻烦，测绘时需要大量精确操作，测绘效率底下，适用范围小，无法进行工业量产，探测精确度低。

因此为了解决上述问题，设计一种合理的基于三维空间技术的横纵波分离解析方法对我们来说是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，使用方便，无需精准调试，就可以对横波和纵波进行分离解析，消除横纵波之间的干扰，解析效率高，精确度高，且生产成本低，可以大量进行生产和使用的基于三维空间技术的横纵波分离解析方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法，包括以下步骤：

S1：在横梁下侧设置万向转轴，万向转轴的下端连接第一解析板；

S2：在第一解析板下方同轴设置第二解析板，第一解析板下端设置有驱动电机，驱动电机的电机轴与第二解析板连接，第二解析板下侧设置投射灯；

S3：在横梁上设置用于发出探测波的发生器以及用于接受反馈波的第一接收器和第二接收器，第一接收器与设置于万向转轴上的纵波振子电连接，第二接收器与设置于万向转轴上的横波振子电连接；

S4：开启驱动电机驱动第二解析板转动，并在第二解析板下方设置用于接收投射灯照射的弧形光幕，得到照射轨迹；

S5：通过获取在弧形光幕上的照射轨迹曲线，得到横纵波分离解析后的实际反馈波息。

作为本发明的优选，执行步骤S1时，在横梁端部设置防震垫板。

作为本发明的优选，执行步骤S2时，第二解析板的外径不大于所述第一解析板的外径。

作为本发明的优选，执行步骤S2时，投射灯的数量至少为一个，且多个投射灯绕第二解析板下侧的边缘设置。

作为本发明的优选，执行步骤S3时，纵波振子和横波振子均设置于万向转轴靠近第一解析板的端部。

作为本发明的优选，执行步骤S4时，弧形光幕的每一处距离第二解析板的中心的距离都相等。

作为本发明的优选，执行步骤S4时，得到投射灯的投射处的中心的轨迹作为照射轨迹。

作为本发明的优选，执行步骤S5时，获取每一个投射灯在弧形光幕上的照射轨迹曲线，整合消除误差值，得到横纵波分离解析后的实际反馈波。

本发明一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法有益效果在于：结构简单，使用方便，无需精准调试，就可以对横波和纵波进行分离解析，消除横纵波之间的干扰，解析效率高，精确度高，且生产成本低，可以大量进行生产和使用。

附图说明

图1为本发明一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法的流程示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和结构的相对布置不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。

实施例：如图1所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法，包括以下步骤：

S1：在横梁下侧设置万向转轴，万向转轴的下端连接第一解析板；

也就是在横梁的下方悬挂一个万向转轴，万向转轴即为可以绕万向转轴与横梁连接处随意转动，一般情况下，无外界干扰的情况下，万向转轴垂直向下延伸设置。万向转轴的下端连接至第一解析板的中部，那么第一解析板水平设置。

当然，在执行步骤S1时，在横梁端部设置防震垫板，防止横梁外界的震动干扰到万向转轴。

S2：在第一解析板下方同轴设置第二解析板，第一解析板下端设置有驱动电机，驱动电机的电机轴与第二解析板连接，第二解析板下侧设置投射灯；

在第一解析板的下方的第二解析板与第一解析板平行设置且同轴设置，实际上，万向转轴、第一解析板、电机轴与第二解析板均为同轴设置。

当驱动电机工作时，第二解析板绕电机轴转动且保持与第一解析板平行设置，第二解析板下侧的投射灯也是绕电机轴转动，投射灯的灯光投射的位置也是绕电机轴转动的。

而且，第二解析板的外径不大于所述第一解析板的外径，那么第二解析板转动时稳定性更好，解析精确度越高。

以及，执行步骤S2时，投射灯的数量至少为一个，且多个投射灯绕第二解析板下侧的边缘设置，最好是每一个投射灯距离电机轴的距离都相等，实际上所有投射灯的灯光投射的位置都是相同的。

S3：在横梁上设置用于发出探测波的发生器以及用于接受反馈波的第一接收器和第二接收器，第一接收器与设置于万向转轴上的纵波振子电连接，第二接收器与设置于万向转轴上的横波振子电连接；

实际上，发生器、第一接收器和第二接收器相当于简单的声呐发声收声装置，发生器向海底发出超声波，超声波返回被第一接收器和第二接收器进行接收，理论上，第一接收器和第二接收器接收到的声波反馈信号相同。

而且，第一接收器与设置于万向转轴上的纵波振子电连接，第二接收器与设置于万向转轴上的横波振子电连接，纵波振子和横波振子均设置于万向转轴靠近第一解析板的端部，也就是第一接收器接收到的声波，将横波进行剔除，仅仅引起纵波振子进行纵向振动，带动万向转轴端部进行纵向震荡，使得第二解析板与第一解析板纵向振动；同样的，第二接收器接收到的声波，将纵波进行剔除，仅仅引起横波振子进行横向振动，带动万向转轴端部进行横向震荡，使得第二解析板与第一解析板横向振动。

那么，尽管第一接收器和第二接收器接收到的声波反馈信号相同。但是横波和纵波之间的传播速度差，导致实际上波振子进行纵向振动和横波振子进行横向振动的时间是具有差值的，那么实际上第二解析板与第一解析板的两个方向的震动的时间也具有时间差。

S4：开启驱动电机驱动第二解析板转动，并在第二解析板下方设置用于接收投射灯照射的弧形光幕，得到照射轨迹；

下面开始正式的探测，此时需要使得驱动电机驱动第二解析板转动至平衡状态时，发生器向海底发出超声波，超声波返回被第一接收器和第二接收器进行接收，然后第二解析板与第一解析板的先后在两个方向上发生振动，投射灯的光照射在弧形光幕上形成的照射轨迹会发生两个方向的震荡，不再是一个完美的绕电机轴的圆。

最好是，执行步骤S4时，弧形光幕的每一处距离第二解析板的中心的距离都相等，那么弧形光幕展开时照射轨迹更容易进行读取，当然，得到投射灯的投射处的中心的轨迹作为照射轨迹。

S5：通过获取在弧形光幕上的照射轨迹曲线，得到横纵波分离解析后的实际反馈波息。

实际上，获取每一个投射灯在弧形光幕上的照射轨迹曲线，每一个投射灯理论上投射和震动都是相同的，多个结果进行对比，剔除误差最大的一个，以多数结果进行分析，整合消除误差值，得到横纵波分离解析后的实际反馈波。

本发明一种基于三维空间技术的横纵波分离解析方法的结构简单，使用方便，无需精准调试，就可以对横波和纵波进行分离解析，消除横纵波之间的干扰，解析效率高，精确度高，且生产成本低，可以大量进行生产和使用。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。