[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

摘要

本发明公开了一种海底沉积物声学原位测量与同步取样装置及方法。该装置包括甲板显控单元与水下探测单元两部分，两部分通过同轴电缆或者光电复合缆进行供电与通信，实现甲板显控单元对水下探测单元的实时状态显示与远程控制。该装置可以一次作业，同步完成海底沉积物的声学原位测量与取样作业；并且，该装置的沉积物声学原位测量，可以适用横向测量与纵向测量两种作业模式。本发明适用于海底沉积物的声学原位测量与沉积物取样，能够精确获得同一站位的声学特性数据与沉积物样品，提高了海底沉积物声学特性研究的可靠性与精度。

主权项

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。