[实用新型]海底沉积物声学特性原位测量的换能器贯入装置

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋物理测量领域，具体涉及一种海底沉积物声学特性原位测量的换能器贯入装置。

背景技术

海底沉积物声学特性则量在海洋工程勘察、海底资源勘探开发、军事海洋环境调查等领域具有重要的应用价值。海底沉积物声学特性原位测量技术是将声学换能器直接插入到海底沉积物中，在不改变海底沉积物原始状态和周围环境的情况下直接测量声波在海底沉积物中的传播特性，从而能够在最大程度上避免对沉积物的扰动，得到的结果能够更准确、更真实地反映沉积物的声学特性。声学原位探测的关键技术之一是如何在尽可能减小对沉积物扰动的情况下，将声学换能器插入到海底沉积物中指定深度。目前，现有一种技术是将声学换能器固定在海底沉积物重力取样管上，在距海底一定高度释放重力取样管，取样管依靠自身重量快速插入海底沉积物中，同时带动声学换能器快速插入沉积物。该技术存在如下问题：(1)取样管快速插入海底沉积物中，对海底沉积物的扰动非常大，同时，对声学换能器造成很大冲击，影响换能器性能，降低了测量精度；(2)该设备只适用较软的海底沉积物，当海底底质较硬时，取样管倾倒，换能器无法插入沉积物中，致使测量失败。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于海底沉积物声学特性原位测量的换能器贯入装置，以克服目前现有技术存在的对沉积物扰动大、使用范围窄等不足。

本实用新型是对海底沉积物声学特性原位测量设备的改进，具体是通过液压贯入驱动装置将安装于发射探杆和接收探杆之上的声学换能器匀速同步贯入海底沉积物中的指定深度。

本实用新型包括发射探杆、接收探杆、带有起重吊环的框架和贯入驱动装置，其特征在于所述的贯入驱动装置是滑轮组合机构的液压贯入驱动装置，该贯入驱动装置包括：固定于框架底部的液压泵、由该液压泵驱动的液压缸内的液压杆，固定于该液压杆上端的下动滑轮与上动滑轮，以及固定在框架上部的三个定滑轮(即上定滑轮)，固定于框架下部的三个定滑轮(即下定滑轮)，并有两条相互平行的钢缆穿过活动压盘中部的两个通孔，向上依次绕过两个上定滑轮、上动滑轮以及另一个上定滑轮而固定在框架上，向下依次绕过两个下定滑轮、下动滑轮以及另一个下定滑轮而固定在框架上；所述活动压盘是一个矩形板状结构体，且还带有一个发射探杆安装孔和至少两个接收探杆安装孔。

考虑到液压驱动的效果以及增加钢缆的承载能力，故将上述活动压盘的中部设有两个通孔，并用两条相互平行的钢缆穿过活动压盘的通孔，且上、下定滑轮与上、下动滑轮均是绕有两条钢缆的双缆滑轮。

考虑到钢缆与活动压盘的固接效果，所述的钢缆通过锁紧卡环与活动压盘固接。

考虑到便于判断是否达到下插深度，上述液压缸内可以设有位移传感器。

考虑到便于测量运动过程中的液压油压力，上述的液压泵内可以设有压力传感器。

发射探杆和接收探杆结构相同，均为中间有通孔的圆柱形管状结构体，发射探杆和接收探杆底端可以装有发射换能器或接收换能器，顶端固定于活动压盘。

本实用新型在执行发射探杆和接收探杆下插任务时，在液压泵的驱动下液压杆伸出液压缸，液压杆通过钢缆和整个滑轮组合机构带动活动压盘向下运动，固定在活动压盘上的发射探杆和接收探杆在活动压盘的压力下缓慢匀速插入沉积物中，发射换能器和接收换能器也同时贯入到海底沉积物中指定深度。在执行发射探杆和接收探杆上提任务时，液压杆反向运动，缩回液压缸，通过钢缆和滑轮组合机构带动活动压盘向上运动，即可将发射换能器和接收换能器上提出沉积物。

本实用新型的优点在于：(1)通过液压组合驱动机构可以将发射换能器和接收换能器匀速贯入到海底沉积物中，与目前现有原位测量技术相比，该装置对沉积物扰动小，对发射换能器和接收换能器冲击小，提高原位测量精度；(2)该装置适合多种海底沉积物底质类型，即使对于重力取样管无法插入的较硬底质的海底，该装置在液压驱动力的作用下，仍可以将声学换能器贯入海底沉积物中；(3)与使用液压杆直接顶推活动压盘的设计相比，通过滑轮组合驱动机构设计，在相同测量深度条件下，减低了设备整体高度，增加了在海底的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的活动压盘的结构示意图。

图3为本实用新型的平面结构示意图。

图4为本实用新型的双缆滑轮结构示意图。