[发明专利]自主稳定的海底底形与边界层近距离观测装置及应用方法

权利要求书

1.一种自主稳定的海底底形与边界层近距离观测装置，其特征在于，包括仪器仓（1）、三脚架（2）；仪器仓（1）位于三脚架（2）上部，便于搭载的仪器进行竖直方向的探测；所述的仪器仓内安装有三维点式流速计（1.1）、电池仓（1.2）、声学多普勒流速剖面仪（1.3）、悬浮物剖面测量仪（1.4）、陀螺仪（3）和三维微地貌声呐（1.5）；三维点式流速计（1.1）通过抱箍安装在仪器仓（1）内，用于获取底边界层的流速、流向信息；电池仓（1.2）通过抱箍安装在仪器仓（1）内，通过电缆向三维点式流速计（1.1）、声学多普勒流速剖面仪（1.3）、悬浮物剖面测量仪（1.4）和三维微地貌声呐（1.5）供电；声学多普勒流速剖面仪（1.3）底部通过螺丝安装在仪器安置平板（2.4）上表面，用于测量装置顶部至海表的流速、流向剖面；悬浮物剖面测量仪（1.4）通过抱箍安装在仪器仓（1）内，用于获取底边界层的泥沙浓度剖面及其沉降速率信息；陀螺仪（3）通过螺丝安装在仪器安置平板（2.4）中部的圆形空洞内，其内部固定安装有三维微地貌声呐（1.5），三维微地貌声呐（1.5）依靠重力作用，可始终保持竖直向下获取活动性底形数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，三维点式流速计（1.1）、声学多普勒流速剖面仪（1.3）和悬浮物剖面测量仪（1.4）测得的底边界层水文数据，用于分析解释三维微地貌声呐（1.5）观测到的活动性底形时序变化过程及致灾机理。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的三脚架（2）包括拉环（2.1）、仪器安装支柱（2.2）、上三边架（2.3）、仪器安置平板（2.4）、上斜边杆（2.8）、中斜边杆（2.9）、下斜边杆（2.10）、防下沉挡板（2.12）和下三边架（2.7）；拉环（2.1）便于装置的投放及回收，仪器安装支柱（2.2）、上三边架（2.3）、仪器安置平板（2.4）和上斜边杆（2.8）构成仪器仓（1）的外框架；上斜边杆（2.8）和中斜边杆（2.9）通过螺丝孔Ⅰ（2.5）用螺丝连接，中斜边杆（2.9）和下斜边杆（2.10）通过螺丝Ⅱ（2.6）用螺丝连接，起支撑和负重作用；下斜边杆（2.10）尾端连接防下沉挡板（2.12），防下沉挡板（2.12），具备防下沉和防止装置发生横向位移的功能；下三边架（2.7）连接三脚架（2）的三条斜边，增加装置整体的稳定性。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的陀螺仪（3）包括外圆环（3.1）、内圆环（3.4）和保护垫片（3.6）；陀螺仪（3）利用外圆环（3.1）上的六个等间距螺丝孔（3.5）安装在仪器安置平板（2.4）上表面，使用螺丝固定；外圆环（3.1）和内圆环（3.4）通过连接转子Ⅰ（3.2）连接，三维微地貌声纳（1.5）通过转子Ⅱ（3.3）固定在内圆环（3.4）中，保证三维微地貌声纳（1.5）始终竖直向下观测。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述的装置的应用方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1：装置组装与仪器调试

在调查船甲板上将装置组装完毕，检查所述的仪器仓（1）内各仪器是否安装牢固，检查所述的三脚架（2）安装是否牢固，各螺丝是否拧紧固定，检查所述的陀螺仪（3）能否使三维微地貌声呐（1.5）始终保持竖直向下观测，检查所述的仪器仓（1）中三维点式流速计（1.1）、电池仓（1.2）、声学多普勒流速剖面仪（1.3）、悬浮物剖面测量仪（1.4）和三维微地貌声呐（1.5）能否正常工作、采集数据；

步骤2：装置投放

所述的拉环（2.1）连接缆绳，由船上的缆车将装置缓慢放入海底，释放过程中，实时接收三维微地貌声纳（1.5）的画面，当三维微地貌声纳（1.5）传输的画面不再变化时，认为装置已经到达海底面，可进行长时间的连续定点观测；

步骤3：仪器作业与装置回收

步骤2所述装置到达海底后，所述的仪器仓（1）中的仪器即可进行工作，其中所述的三维点式流速计（1.1）用于获取底边界层的流速、流向信息；电池仓（1.2）向三维点式流速计（1.1）、声学多普勒流速剖面仪（1.3）、悬浮物剖面测量仪（1.4）和三维微地貌声纳（1.5）长时间供电，保证装置在海底长时间连续工作；声学多普勒流速剖面仪（1.3）用于测量装置上方的流速、流向剖面；悬浮物剖面测量仪（1.4）用于获取底边界层的泥沙浓度剖面及其沉降速率信息；三维微地貌声纳（1.5）用于观测海底微地貌变化，装置完成作业后，拉环（2.1）连接缆绳，通过船上绞车进行回收。