[发明专利]一种海底沉积物声学原位测量与同步取样装置及方法

权利要求书

1.一种海底沉积物声学原位测量与同步取样装置，其特征在于，包括甲板显控单元（1）与水下探测单元（2），甲板显控单元（1）远程控制并且实时显示水下探测单元（2）的作业状态，水下探测单元（2）完成声学原位测量与沉积物取样；所述水下探测单元（2）包括六边形支架（202），六边形支架（202）的下方分别通过定位销连接声学发射矛杆（203）、声学接收矛杆（204）和沉积物取样矛杆（205），六边形支架（202）上方固定纵向发射换能器（207）；所述声学发射矛杆（203）上安装至少两个横向发射换能器，所述声学接收矛杆（204）上安装接收换能器（210），横向发射换能器、纵向发射换能器（207）与接收换能器（210）在同一平面内；所述六边形支架（202）的顶板上设置承重吊点（201），承重吊点（201）与六边形支架（202）的顶板构成吊点转弯保护装置，实现本装置在甲板上水平安装、起吊后垂直入水的功能；所述六边形支架（202）内设置两个水下控制电子仓（206），一个用作供电通信仓，另一个用作声学仓，可以有效减少供电与通信对声学信号发射接收的干扰；所述六边形支架（202）内安装声速仪、高度计以及水下摄像头；所述装置重心位于六边形支架（202）底部，使得本装置垂直起吊时，三只矛杆受力较小；并且三支矛杆呈正三角形分布，海底着陆平稳，能够在自身重力作用下插入海底沉积物中；所述纵向发射换能器（207）与接收换能器（210）构成纵向发射接收工作模式；横向发射换能器与接收换能器（210）构成水平发射接收工作模式，同时具备沉积物声学原位测量两种工作模式；所述接收换能器（210）是由多个接收换能器基元构成的阵列，该阵列嵌入声学接收矛杆（204）的凹槽内，该阵列平面与凹槽齐平，不同接收换能器基元的辐射范围分别覆盖六边形支架（202）上安装的纵向发射换能器（207）与声学发射矛杆（203）上安装的横向发射换能器；所述三只矛杆底部均呈锥形，以便有效插入沉积物中；在声学接收矛杆（204）管壁放置温度传感器，可以同步测量海底沉积物的温度；在声学发射矛杆（203）管壁放置位移传感器，可以获得装置进入沉积物中的深度。

2.一种利用权利要求1所述装置进行海底沉积物声学原位测量与同步取样的方法，其特征在于，作业时，先进行沉积物中测量，使装置插入沉积物中进行声学原位测量并同步取样，声学原位测量与沉积物同步取样完成后，然后进行一次水中测量，并且，其水中测量的参数与沉积物中声学原位测量的参数配置相同，以获得沉积物和水体中的比对数据，进行数据的后期处理，获得海底沉积物的原位声学特性参数。