[实用新型]海底沉积物原位声学测量系统的数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海底沉积物探测技术领域，特别是涉及一种海底沉积物原位声学测量系统的数据采集装置。

背景技术

海底浅层沉积物声学参数是决定海洋声场环境的关键因素，是海水中声波传播损失、海洋声场组成、水声学研究等的重要组成部分，是海洋底质调查、海洋声场研究和海洋地球科学研究不可缺少的研究内容，在海洋工程建设以及海洋环境监测等领域具有重要的研究价值。海底沉积物特性参数分布特征问题一直备受关注，尤其是在分析不同沉积环境等单元声学参数变化模式、构建准确的地声模型等方面，缺少相应的精细而真实的具有分层结构的沉积物声学数据，急需开展针对层状海底浅层沉积物特性参数分布特征原位观测及数据采集。

目前海底沉积物声学原位测量基本采用基于透射式和折射式两类侵入式海底沉积声学原位测量方法为主，均需要插入沉积物中进行测量。1、透射法的沉积物声学原位测量是声波通过插入沉积物的发射、接收声学换能器进行传播，传播介质是介于声学换能器之间的沉积物。2、折射法的沉积物声学原位测量是声波经发射声学换能器发射后，在海水与沉积物界面发生折射，被插入沉积物中的接收声学换能器接收。近年来，原位测量技术成为海底沉积物声学特性测量技术的发展趋势，国内先后公布了几种类型的原位测量技术，如专利200610155117.2.7(一种多频海底声学原位测试系统及方法)、200910255767.8(一种海底地质声学参数原位测量系统)、201010293649.9(海底沉积声学参数原位测量装置)、201010265697.7(基于液压贯入的海底沉积物声学特性原位探测系统)、201610084096.3(压载贯入式海底沉积物声学特性原位测量装置)等。这些装置从原理上都是将声学传感器贯入沉积物内部，通过声波的发射和接受来推断声速和声衰减系数，如专利201010293649.9(海底沉积声学参数原位测量装置)所述，其原位测量技术还可根据测量对象和实现方式的不同，分为横向测量技术和垂向测量技术两类。专利201610084096.3显示现有海底沉积物声学原位测量采用的液压贯入式声学原位测量装置，包括框架、密封仪器舱密封仪器舱、电子系统、声学换能器和水密电缆及接插件，系统通过自重将金属框架的探杆插入海底沉积物，设备触底后开启电子系统的声波发射采集模块，安装于其中一支探杆端部的发射声学换能器发射声波,经过沉积物传播后,被安装于其余3支金属框架的探杆顶端的接收声学换能器接收。电子系统将接收到的声波信号转换成数字信号后，存储到电子系统的存储单元，等装置提升至甲板后再导出数据。

现有的声学原位测量装置存在以下问题：1、装置采用活塞法、液压贯入式使探头插入至海底沉积物中，或利用仪器重量使探头插入海底沉积物中，对海底沉积物仍有一定扰动，容易存在海底姿态不可控、易倾倒的问题；2、装置是根据研究的目标，而确定测量的尺度和分辨率，如声学换能器间距是一定的，在不同沉积环境、沉积物类型等情况下存在适用性问题；3、沉积物的结构和空间分布具有非均匀性和各项异性等特点，而横向测量多采用透射法测量，垂向测量多采用折射法测量方式，无法同时从横向和垂向对海底沉积物特性进行高分辨力的快速地分析评价。因此，现有的声学原位测量装置存在一定扰动，分辨率较低，很难满足未来地球科学发展对高分辨率声学观测海底浅层沉积物特性研究的迫切需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种海底沉积物原位声学测量系统的数据采集装置；该海底沉积物原位声学测量系统的数据采集装置通过六自由度机构、旋转机构、二维平台机构、摆动机构的控制，进而实现对海底沉积物原位声学的精确、全面测量。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种海底沉积物原位声学测量系统的数据采集装置，包括超声波发生设备、超声波接收设备、以及载体；

所述载体包括：带动超声波发生设备和超声波接收设备进入深海进行原位声学数据采集的数据采集构件、用于控制数据采集构件入水深度的控制构件；其中：

所述数据采集构件包括下开口的支撑框架；所述支撑框架内安装有带动超声波发生设备和超声波接收设备动作的机械式扫描装置、用于控制超声波发生设备工作状态和接收超声波接收设备输出信号的电子设备；