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申请/专利权人：中国海洋大学

摘要：本发明属于地球物理探测技术领域，公开了一种基于激光诱导等离子体声源探测海底矿石厚度的方法，该方法利用采集等离子体声波的实验装置进行水下目标厚度反射声信号的采集；对取得的n个声信号进行预处理；提取上下表面反射波并计算厚度。本发明将一束脉冲激光聚焦于液体中可以产生等离子体，这一物理过程会产生等离子体声波信号，声波信号可利用水听器收集。对声波信号提取位置及强度特征信息，并对声信号进行滤波与特征识别，可以提取出海底矿石上下表面的反射声信号，进而得到海底矿石的厚度信息。由于激光声信号的频带宽10MHz、脉冲短100ns，非常适合于海底富钴结壳厚度的测量，有助于对海底富钴结壳的丰度估计。

主权项：1.一种基于激光诱导等离子体声源探测海底矿石厚度的方法，其特征在于，该方法包括：S1，利用采集等离子体声波的实验装置进行水下目标厚度反射声信号的采集；S2，对取得的n个声信号进行预处理；S3，提取上下表面反射波并计算厚度；在步骤S2中，对取得的n个声信号进行预处理，包括：1提取等离子体膨胀声信号Pn幅值A0与到达时间T0；n代表测量位置处取得的声信号总数；2计算幅值标准偏差Astd、到达时间标准偏差Tstd、幅值平均值Amean、到达时间平均值Tmean；3计算幅值偏离程度Ae、到达时间偏离程度Te；4剔除偏离程度大于2倍标准差的值，具体为：Ae2×Astd，Te2×Tstd，得到剔除异常值后m个声信号Pm；5平均声信号Pm得到平均值Pa；6对平均值Pa进行带通滤波，剔除低频段噪声得到特征声信号Pb；在步骤S3中，提取上下表面反射波并计算厚度，包括：对得到的特征声信号Pb进行特征识别，提取上下反射声信号峰值到达时间t1、t2；待测样品厚度为：d＝c×|t1-t2|2其中，c为样品中声速；所述特征声信号Pb进行特征识别，包括：获取脉宽低于阈值的脉冲信号，该阈值为2us；获取峰值高于阈值的脉冲信号，阈值取决于幅值A0，根据不同介质声波反射透射公式计算上表面反射波阈值为：0.5×|z2-z1z1+z2|×A0下表面反射波阈值为：0.5×|4×z1×z2×z1-z2z1+z2^3|×A0其中，z1、z2为水与目标介质阻抗，z＝ρv，ρ为介质密度，v为介质中声速。

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百度查询： 中国海洋大学 一种基于激光诱导等离子体声源探测海底矿石厚度的方法