[实用新型]一种海底沉积物声学原位测量与同步取样装置

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋调查与海底探测技术领域，具体涉及一种海底沉积物声学原位测量与同步取样装置。

背景技术

海底沉积物是海洋水体与海底直接接触的界面，也是人类认识、探测以及开发利用海底首先面对的对象。海底沉积物的物质属性是海底环境监测、海底资源开发以及海洋工程的重要方面。通过对海底沉积物进行声学原位测量与取样，是认识沉积物属性的一种重要手段，其最大限度地保持了沉积物的原状特性，测量精度较高。海底沉积物的物理属性与声学特征密切相关，可以基于声学原位探测沉积物声学参数进行物理属性的反演。目前，进行沉积物声学原位测量的模式有两种，一种模式是声学换能器对向安装，进行横向沉积物声学特性测量；另一种模式是声学换能器纵向安装，进行垂直方向沉积物声学特性测量；两种模式各有特点，横向测量主要针对特定层位的沉积物进行声学测量，纵向测量主要针对不同层位的沉积物进行声学测量。目前，国内外使用的海底沉积物原位测量装置只能进行单一的横向或者纵向测量，测量效率较低，主要存在如下问题：(1)仅能进行单一的横向或者纵向测量，效率较低；(2)不能进行同步沉积物取样，不利于开展沉积物的声学参数与物理参数的相关性分析研究。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种海底沉积物声学原位测量与同步取样装置，本实用新型集成度高，无附加驱动装置，安装方便，操作简单，同时具有横向与纵向两种测量模式，并且能够同步完成沉积物取样功能，可反复使用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种海底沉积物声学原位测量与同步取样装置，包括甲板显控单元与水下探测单元，甲板显控单元通过同轴电缆或者光电复合缆连接水下探测单元；所述水下探测单元包括六边形支架，六边形支架的下方分别通过定位销连接声学发射矛杆、声学接收矛杆和沉积物取样矛杆，六边形支架上方固定纵向发射换能器；所述声学发射矛杆上安装至少两个横向发射换能器，所述声学接收矛杆上安装接收换能器，横向发射换能器、纵向发射换能器与接收换能器在同一平面内。

进一步地，所述六边形支架的顶板上设置承重吊点，承重吊点与六边形支架的顶板构成吊点转弯保护装置。

进一步地，所述六边形支架内设置两个水下控制电子仓，一个作为供电通信仓，另一个作为声学仓。

进一步地，所述六边形支架内安装声速仪、高度计以及水下摄像头。

进一步地，本装置重心位于六边形支架底部；并且声学发射矛杆、声学接收矛杆和沉积物取样矛杆呈正三角形分布。

进一步地，所述接收换能器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上安装的纵向发射换能器与声学发射矛杆上安装的横向发射换能器。

进一步地，声学发射矛杆、声学接收矛杆和沉积物取样矛杆底部均呈锥形。

进一步地，声学接收矛杆管壁放置温度传感器；声学发射矛杆管壁放置位移传感器。

本实用新型的有益效果是：同步进行声学原位测量与沉积物取样，便于地声模型的研究；既可以进行横向发射接收测量模式，也可以进行纵向发射接收测量模式，多种测量模式，提高测量效率；供电通信电子仓与声学仓为独立的两个耐压仓，降低了供电与通信对声学信号的干扰；利用搭载的声速仪，对沉积物中的声程进行精确计算，提高探测精度。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图；

图2为本实用新型的甲板显控单元组成示意图；

图3为本实用新型水下探测单元的立体示意图；

图4为本实用新型的测量方法流程图；

图中：1为甲板显控单元；101为显示模块；102为通信模块；103为控制模块；104为供电模块；105为同轴电缆或者光电复合缆接口；2为水下探测单元；201为承重吊点；202为六边形支架；203为声学发射矛杆；204为声学接收矛杆；205为沉积物取样矛杆；206为水下控制电子仓；207为纵向发射换能器；208为第一横向发射换能器；209为第二横向发射换能器；210为接收换能器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。