[发明专利]一种具有实时数据传输的多功能海底地震仪及其使用方法

摘要

提供一种实时数据传输的多功能海底地震仪及其使用方法，所述海底地震仪包括仪器舱、基站连接架；基站连接架位于仪器舱下侧，通过锁紧镙栓与仪器舱紧固连接，基站连接架采用下辐射三角结构，通过基站连接架耦合单元与海底耦合。本发明采用了先进的水下姿态控制单元，先进的采集器带宽扩频技术以及专门应用于实时数据传输的软硬件设计方案实现了实时数据传输的多功能海底地震仪在水下的实时通讯功能，并且有效地克服了传统产品在水下通信中存在的低可靠性、低数据速率和高功耗等问题；且适用于浅海海洋地质观测，海底地震监测系统以及海洋生态环境长期监测。

主权项

1.一种具有实时数据传输的多功能海底地震仪，其特征在于，包括仪器舱、基站连接架；仪器舱包含玻璃仪器舱和塑料仪器舱，玻璃仪器舱固装于塑料仪器舱内，预留交互水密接口位于塑料仪器舱顶端，基站连接架位于仪器舱下侧，通过锁紧螺栓与仪器舱紧固连接，基站连接架采用下辐射三角结构，通过基站连接架耦合单元与海底耦合，中间的三角加固器可以加固基站连接架同时可以根据需要加固重物提高稳定性，同时基站连接架可根据需要调节高度适用接驳需求；仪器舱内部集成了四通道采集器系统以及三分量姿控传感器和三分量高频检波器，水听计，所述四通道采集器系统以及三分量姿控传感器和三分量高频检波器为集成一体化的地震计组合体，使玻璃仪器舱球内部成为一个整体；在玻璃仪器舱球外对四通道采集器系统以及三分量姿控传感器和三分量高频检波器和水听计进行组装、调试，然后放进玻璃仪器舱球内，通过玻璃仪器舱球挤压O型圈来固定；具有实时数据传输的多功能海底地震仪以4个通道采集地震数据，数字记录海底地震信息和水声信息；玻璃仪器舱球内部为单球一体化结构；玻璃仪器舱包含常平装置、三分量姿控传感器、采集器系统和海底地震仪电源；在采集器系统的前放电路中在信号输入端加配一阶无源LC低通抗混叠滤波器，采集器系统采用温补晶振构成的振荡电路作为内部时钟；海底地震仪电源采用外接供电方式，可接受9V—15V的宽频直流电压，同时备份电压采用10AH锂电池，可保证在外部供电失效的情况下多功能海底地震仪正常工作；所述具有实时数据传输的多功能海底地震仪包括采用具备以下功能的和基站通信的硬件接口，所述功能为：a)全双工通信，可以使实传式OBS和相连的父节点之间实现双向通信；b)驱动能力强，可以实现点对多通信，一个主节点最多可挂载256从节点；c)抗干扰能力强，采用压差驱动；d)最大传输距离为4000英尺；e)传输速率高可达10Mb/s；三分量高频检波器(9)通过环形连接器(7)连接到常平环(2)上，之后通过轴承(8)进而连接到常平装置支架(3)上；这样在下端的三分量高频检波器悬空的状态下，三分量高频检波器依靠自身的重力可以在前后左右四个方向上自由移动，从而使自身达到水平状态；其调节步骤为：当多功能海底地震仪投放在海底后，多功能海底地震仪与海底介质耦合，多功能海底地震仪通过单片机每四个小时对三分量高频检波器的姿态进行检测；当检测到姿态传感器(6)的俯仰角或者翻滚角大于阈值5°时启动电机调平，否则认为三分量高频检波器水平无需调整；多功能海底地震仪进入调平程序后，首先通过直流姿态调整电机(1)和电机调速器(5)将三分量高频检波器上拉，上拉过程中实时监测姿态传感器(6)的俯仰角和翻滚角和电机电流，当角度小于阈值5°或者电机电流大于阈值时停止上拉，此时为姿态传感器已经提起到可自由移动高度或者电机已经将轴承上拉到最大高度；接着进入到重力自调整状态，三分量高频检波器依靠自身的重力达到水平位置，此时按照每秒1次的频率检查水平罗盘，当发现罗盘倾角小于阈值后进入到自调整5秒倒计时，当倒计时结束后进入到下压状态；下压状态直流姿态调整电机(1)和电机调速器(5)改变转动方向，将三分量高频检波器(9)下压，下压过程中实时监测电机电流，当电机电流达到下压阈值时，说明三分量高频检波器(9)已经压实，已达到和玻璃舱球达到紧耦合状态，调平流程结束。