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龙图腾网获悉中国海洋大学;青岛罗博飞海洋技术有限公司申请的专利一种基于声学传感的海底气体渗漏三维时序监测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120121228B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510217993.6，技术领域涉及：G01M3/24；该发明授权一种基于声学传感的海底气体渗漏三维时序监测方法是由刘涛;马秀芬;郭秀军;刘晓磊;贾永刚设计研发完成，并于2025-02-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于声学传感的海底气体渗漏三维时序监测方法在说明书摘要公布了：本发明涉及海洋工程观测技术领域，具体涉及一种基于声学传感的海底气体渗漏三维时序监测方法，包括以下步骤：步骤S1：基于声呐数据获取气体渗漏的空间特征：步骤S2：结合传感器数据整合并构建三维气体渗漏模型：将通过S1测得气泡上升速度、高度、层次、位置和强度数据，与S2数据时空耦合，生成三维气体渗漏的空间分布模型；对每个数据点的位置和速度进行旋转修正，以对三维气体渗漏模型动态更新，并可视化为动态变化图和三维分布图；步骤S3：将实时监控数据通过有线或无线传输至监控平台提供实时警报。本发明能够基于声呐数据实时探测海底气体释放的三维特征，实现气体泄漏定位，泄漏强度、高度等关键参数获取，实现对气体渗漏区域精确监控。

本发明授权一种基于声学传感的海底气体渗漏三维时序监测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于声学传感的海底气体渗漏三维时序监测方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤S1：基于声呐数据获取气体渗漏的空间特征： S11、利用垂向声呐通过接收从海底气泡反射回来的声波，获取气泡在深度方向的传播信息，通过分析时间延迟和声波强度，计算气泡的上升速度、高度及其在不同深度的分布情况，确定气体渗漏的释放高度、层次以及气体释放强度； S12、利用水平向声呐接收反射信号，360度旋转采集气体释放源在水平方向的探测信息，结合海水中的流速和温度数据，确定气体的位置及其在海底的扩展范围； 因为水平向声呐的旋转角度θt是随时间变化的，可通过对声呐旋转角度的变化进行建模来计算修正系数； 定义一个基本的角度修正系数fθ，与当前的旋转角度θ相关，并且它随声波传播路径的不同而有所变化，旋转角度的修正系数是线性函数： ； 其中，α是一个修正系数，表示旋转角度对声波传播的影响； 声呐旋转的角速度为θt，修正系数fθt应随时间变化，将角速度与时间结合，进行实时修正；声呐的旋转角度随着时间呈线性增长： ； 修正系数的计算公式表示为： ； 其中，θ0是初始角度，是声呐的角速度; 对于垂向声呐，旋转影响体现在声波的传播路径上，修正后的时间延迟Δtrot可以表示为： ； Δt为声波在水中的传播时间； 传播距离的修正： 对于水平声呐，旋转影响声波传播路径的长度，修正后的传播距离drot可以表示为： ； 其中，d是声波传播的原始距离，fθt是旋转引起的修正系数； 信号强度的修正： 信号强度的修正系数Aθt可以通过以下方式计算： ； 其中，A0是声呐传感器的原始信号强度，δ是一个与声呐设计和水体条件相关的系数，表示旋转对信号强度的影响； 综合考虑声呐的旋转影响，修正系数ftotalθt可以表示为： ； fdistanceθt为距离修正系数，ftimeθt为时间延迟修正系数，fintensityθt为信号强度修正系数; 通过气泡的体积和气泡上升速率结合，计算泄漏速率Q leak ： Q leak =V bubble ·v bubble ； 其中：V bubble 为气泡的体积，v bubble 为气泡的上升速度； 泄漏总量计算：根据泄漏速率Q leak 和时间t total ，泄漏的总气体量Q total 为 Q total =Q leak ·t total ； 通过声呐测量气泡的反射强度变化，可以推算气泡的扩散半径： ； 其中r diff 为气泡的扩散半径，I echo 为回波强度，I 0 为初始强度，r 0 为参考半径； 扩散面积计算：气泡的扩散为圆形，气泡扩散的面积A diff 可以通过以下公式计算： A diff =π·r diff ²； 声呐的旋转角度会影响回波的传播路径，导致信号强度随角度和方向变化，回波强度在不同角度下有不同的衰减系数αθ，回波强度I echo t与旋转角度成函数关系： ； 其中：rt是从声呐到气体释放点的距离，αθt是与旋转角度相关的衰减系数； 计算气体释放点深度时，需要考虑声呐头的旋转角度对回波的影响，垂向声呐旋转角度为θ vert t，回波时间t vert 与气体释放点的深度d vert 关系为： d vert =c·t vert 2； 修正后的回波强度为： ； 其中：αvertθvertt为旋转影响的修正因子; 步骤S2：结合传感器数据整合并构建三维气体渗漏模型： 将监测区域划分为多个小立方体网格单元，每个网格单元包含气体渗漏的各项参数，使用克里金插值或反距离加权法，基于垂向声呐、水平向声呐、甲烷浓度、压力和流速数据，插值计算出每个网格单元中的气体渗漏参数； 采用时间序列插值方法，结合每个传感器的时间数据，生成连续的时间变化模型； 将通过S1步骤测得的气泡上升速度、高度、层次、位置和强度数据，与S2中各传感器数据进行时空耦合，生成三维气体渗漏的空间分布模型；对每个数据点的位置和速度进行旋转修正，以对三维气体渗漏模型动态更新，并将其可视化为动态变化图和三维分布图； 步骤S3：将实时监控数据通过有线或无线传输至监控平台，根据气体释放的变化情况提供实时警报。

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