[发明专利]一种海底沉积物力学特性与浅层气综合检测装置

权利要求书

1.一种海底沉积物力学特性与浅层气综合检测装置，其特征在于：

主要由海底沉积物力学特性检测部分、浅层气检测部分和超声无线信号传输部分组成，海底沉积物力学特性检测部分实现海底沉积物土体压力、侧壁摩擦力、孔隙水压力的力学参数测量，浅层气检测部分实现海底浅层气甲烷浓度测量，超声无线信号传输部分用信号发送超声换能器将海底沉积物力学参数跨越泥水分离室和气水分离室送至在气体检测室内的信号接收超声换能器；浅层气甲烷浓度和海底沉积物的力学参数经在气体检测室内的浅层气测量和海底沉积物力学参数收发电路以总线方式送至海面船上的上位计算机；

所述的海底沉积物力学特性检测部分、浅层气检测部分构成了力学特性与浅层气综合检测结构；力学特性与浅层气综合检测结构包括多功能孔压静力触探探头（1）、变径接头（2）、泥水分离室（3）、气水分离室（4）、气体检测室（5）、转接头（6）、压紧垫片（7）和密封头（8）；多功能孔压静力触探探头（1）、泥水分离室（3）、气水分离室（4）、气体检测室（5）和密封头（8）从下到上依次同轴布置，主要由泥水分离室（3）、气水分离室（4）、气体检测室（5）构成了浅层气检测部分，主要由多功能孔压静力触探探头（1）构成了海底沉积物力学特性检测部分；多功能孔压静力触探探头（1）的上端通过变径接头（2）与泥水分离室（3）下端连接一体，泥水分离室（3）上端与气水分离室（4）下端之间、气水分离室（4）上端和气体检测室（5）上端之间、气体检测室（5）上端和密封头（8）之间均通过转接头（6）同轴连接，气水分离室（4）上下两端分别和转接头（6）之间中均安装有压紧垫片（7）；

所述的泥水分离室（3）的形状为圆柱形，内部放置有透水陶瓷管，外壁开有四个沿圆周间隔均布的矩形窗口（3.1），矩形窗口（3.1）处嵌装多孔陶瓷或者透水石；

所述的气水分离室（4）的形状为圆柱形，中部的内壁设有环形内凸台（4.1），环形内凸台（4.1）上开设多个小孔，并在环形内凸台（4.1）上放置渗透膜，并用有同样小孔的压紧垫片压住渗透膜；

所述的气体检测室（5）的形状为圆柱形，下部的内壁设有环形内凸缘（5.1），环形内凸缘（5.1）形成的孔中放置防水透气膜，防水透气膜使得海水不进入气体检测室，不损坏传感器与检测电路；气体检测室（5）内部放置有非色散红外甲烷传感器。

2.根据权利要求1所述的一种海底沉积物力学特性与浅层气综合检测装置，其特征在于：所述的多功能孔压静力触探探头（1）包括连接杆（1.1）、摩擦筒（1.2）、通孔（1.3）、孔隙水压力传感器（1.4）、透水孔（1.5）、透水滤器（1.6）、锥头（1.7）、第二变形柱（1.8）、上组应变片、下组应变片、摩擦桶内部台阶（1.10）、第一变形柱（1.11）和透水盲孔（1.12）；

连接杆（1.1）上端插装固定到变径接头（2）的下端，第二变形柱（1.8）和摩擦筒（1.2）上端均固定于连接杆（1.1）下端，第一变形柱（1.11）和第二变形柱（1.8）均套装在摩擦筒（1.2）中；第一变形柱（1.11）先套装在摩擦筒（1.2）中，第一变形柱（1.11）下部设有上下两道环形锥形外凸缘，摩擦筒（1.2）下部设有上下两道环形内凸缘，两道环形锥形外凸缘分别套接装配于两道环形内凸缘中，第一变形柱（1.11）的两道环形锥形外凸缘之间的外柱面安装有下组应变片；上面的一道环形锥形外凸缘之上的第一变形柱（1.11）外套装有第二变形柱（1.8），第二变形柱（1.8）上端和下端的外柱面分别设有两道环形外凸缘，第二变形柱（1.8）的两道环形外凸缘之间的外柱面安装有上组应变片，第二变形柱（1.8）下端的环形外凸缘的下端面配合连接在第一变形柱（1.11）上面的一道环形锥形外凸缘和摩擦筒（1.2）上面的一道环形内凸缘共同形成的摩擦桶内部台阶（1.10）上；第一变形柱（1.11）中心开设通孔（1.3），第一变形柱（1.11）的通孔（1.3）下端口同轴固定安装有锥头（1.7），锥头（1.7）上端伸入第一变形柱（1.11）的通孔内并在顶端面开设竖直的透水盲孔（1.12），锥头（1.7）下端呈锥形体，锥头（1.7）下端的顶部开设有水平的透水孔（1.5），透水孔（1.5）的外端贯穿处锥头（1.7）并连接安装有透水滤器（1.6），透水孔（1.5）的内端和透水盲孔（1.12）的底部连通，透水盲孔（1.12）顶端安装孔隙水压力传感器（1.4），外部的水分经由透水滤器（1.6）进入透水孔（1.5）中，再经透水盲孔（1.12）流入到孔隙水压力传感器（1.4）处检测。