[发明专利]一种海底沉积物纵波声波参数原位自动测量装置及方法

说明书

本发明提供一种海底沉积物纵波声波参数原位自动测量装置，甲板收放装置是负责将声波自动测量仪装置和深海取样器装置沉如入海底，待测量结束后负责将声波自动测量仪装置和深海取样器装置收回；声波自动测量仪装置主要负责纵波信号的发射和纵波信号的采集、处理和保存；深海取样器装置部分为整个测量提供一个框架并负责把被测量的海底沉积物式样完整的取回，以此作为实验室测量的式样。本实施例提供的海底沉积物纵波声波参数原位自动测量装置将声波自动测量仪装置位于深海取样器装置内，这样就消除了声波信号从海底传到海面所需的那段电缆，不但节省了一部分资源降低了实现成本，同时消除了声波信号在电缆传输过程中所带来的干扰。

技术领域

本发明涉及海洋物理测量技术领域，尤其涉及一种海底沉积物纵波声波参数原位自动测量装置及方法。

背景技术

海底沉积物是海洋物理和工程研究的重要对象，其声学特性研究一直备受国内外学者的重视。海底沉积物声学特性包含两个主要的特性参数：声速和声衰减，其中声速反映出声波在海底传播的快慢程度；声衰减反映出海底底质对声波传播或地震波作用距离的影响。

目前对海底沉积物的测量主要是深海取样，然后在实验室测量，而目前的海底沉积物声学原位测量技术，根据测量对象和实现的方式不同分为两类，第一类以美国海军实验室研制的原位沉积物声学测量系统(In Situ Sediment Acoustic MeasurementSystem，简称：ISSAMS)和英国南安普顿国家海洋中心与GeoTek公司联合研制的海底沉积物声学物理特性仪(Sediment Acoustic and Physical Properties Apparatus，简称：SAPPA:)为代表的横向测量技术，通过动力装置将一个安装发射换能器的探杆和若干个安装接收换能器的探杆相互平行的插入沉积物，用来测量海底以下某一层面的海底沉积物的声学参数，第二类则是以声学长矛及其派生的多频海底声学测试系统为代表的垂直测量技术，能够测量海底以下一定深度范围内的沉积物的平均速度。

但是采用上述那种类型的测量技术时，为了能在海底实现原位测量，需要通过电缆将海底的取样装置与海面船舱内的测量分析装置连接在一起，其大大提高了实现成本，并且信号在电缆间传播时会产生干扰，其影响了测量的准确性。

发明内容

本发明提供一种海底沉积物纵波声波参数原位自动测量装置及方法，用于降低实现成本，提高测量准确性。

本发明的第一个方面是提供一种海底沉积物纵波声波参数原位自动测量装置，包括：甲板收放装置、声波自动测量仪装置和深海取样器装置；

其中，所述甲板收放装置与所述深海取样器装置通过缆绳连接；所述声波自动测量仪装置设置于所述深海取样器装置的耐压密封腔内；

所述甲板收放装置，用于对所述声波自动测量仪装置和所述深海取样器装置进行收放控制；

所述声波自动测量仪装置，用于对海底沉积物进行测量；

所述深海取样器装置，用于对海底沉积物进行取样。

结合第一个方面，在第一种可能的实现方式中，所述声波自动测量仪装置，包括：数据采集卡、计算机和电源；

其中，所述数据采集卡、所述计算机和所述电源分别电连接；

所述计算机，用于控制所述数据采集卡对海底沉积物进行测量；

所述电源，用于为所述数据采集卡和所述计算机供电。

结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述数据采集卡，包括：前级模拟信号处理电路模块、AD模数转换模块、海底触发电路模块、压电控制电路模块、USB模块和FPGA控制模块；

所述FPGA控制模块分别与所述前级模拟信号处理电路模块、所述AD模数转换模块、所述海底触发电路模块、所述压电控制电路模块以及所述USB模块电连接；