[发明专利]一种用于深海沉积物力学特性的原位测量装置及使用方法

权利要求书

1.一种用于深海沉积物力学特性的原位测量装置，其特征在于，包括球形贯入机构、外支撑机构、传感测量机构；

所述球形贯入机构包括透水石(17)、不锈钢球体(16)、双端转换接头(15)，外支撑机构由第一节杆(4)和第二节杆(10)连接而成，外支撑机构底端与球形贯入机构相连，内部中空形成容置腔；

所述球形贯入机构中的透水石(17)位于不锈钢球体(16)底端，透水石(17)底盖的底部局部有进水孔(28)，且所述不锈钢球体(16)内部为空腔用于储水，同时不锈钢球体(16)球体顶部通过双端转换接头(15)与外支撑机构相连；

传感测量机构包括孔隙水压力传感单元(11)和贯入阻力传感单元(5)，位于容置腔内部。

2.根据权利要求1所述的用于深海沉积物力学特性的原位测量装置，其特征在于，所述外支撑机构由第一节杆(4)和第二节杆(10)连接而成，所述第一节杆(4)顶部有两个注水孔(2)，并使注水孔(2)与外界连通，使外界的水通过注水孔(2)即可进入外支撑机构内，与孔隙水压力传感单元(11)中的波纹管(13)连通，形成进水通道。

3.根据权利要求2所述的用于深海沉积物力学特性的原位测量装置，其特征在于，所述贯入阻力传感单元(5)和孔隙水压力传感单元(11)通过FBG感测光纤传输数据，且引线在第一节杆(4)顶端出线口(1)引出。

4.根据权利要求1所述的用于深海沉积物力学特性的原位测量装置，其特征在于，所述所述球形贯入机构中的透水石(17)位于不锈钢球体(16)底端的1/3处。

5.根据权利要求1所述的用于深海沉积物力学特性的原位测量装置，其特征在于，所述贯入阻力传感单元(5)采用门梁式结构，通过第一门字梁(6)通过角度调节元件(9)与波纹管(13)相连。

6.根据权利要求5所述的用于深海沉积物力学特性的原位测量装置，其特征在于，所述孔隙水压力传感单元(11)采用开放式压差结构，滤除高背景压力，由第二门字梁(14)和波纹管(13)构成。

7.根据权利要求6所述的用于深海沉积物力学特性的原位测量装置，其特征在于，所述第一门字梁(6)与第二门字梁(14)均采用不锈钢材质制成；所述第一节杆(5)与第二节杆(10)采用钛合金材质。

8.根据权利要求1所述的用于深海沉积物力学特性的原位测量装置，其特征在于，所述角度调节元件(9)由钢球(23)与小球支撑结构(24)组成。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于深海沉积物力学特性的原位测量装置的实用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从注水孔(2)向外支撑机构内部注入水，通过注水孔(2)水通过进水通道进入波纹管(13)中，直至水从传感测量机构的底部溢出；

S2、将住满水的光纤传感装置浸泡在水中，使透水石(17)充分饱水；

S3、将双端转换头(15)的空腔中灌满水，用于排出孔隙水压力感测单元(11)中的气泡，随后重新安装在第二内护筒(14)上；

S4、保持光纤传感装置整体处于垂直状态，并防止气泡进入，通过跳线将光纤传感装置连接解调仪，调试光谱，配置光纤传感参数。

S5、静置后，待波长稳定时，贯入测量。