[发明专利]一种基于光纤光栅的海底孔隙水多参数原位观测探杆及方法

权利要求书

1.一种基于光纤光栅的海底孔隙水多参数原位观测探杆，其特征在于：包括探杆本体和设置在探杆本体一端的探杆耐压仓，

探杆耐压仓的顶部密封安装有传感器阵列、水声换能器和水密接插件，探杆耐压仓的内部安装有与各传感器电连接的光纤多参数解调仪、与水声换能器和水密接插件线缆连接的总控系统以及用于供电的锂电池，探杆耐压仓的底部连接有开放式副仓，副仓外壁螺纹密封连接有贯穿副仓的金属透水石，副仓的底部通过连接法兰与探杆本体密封连接，副仓的顶部与探杆耐压仓之间通过密封安装一对多光纤水密接插件将光纤多参数解调仪的传输光纤引入探杆本体内；

探杆本体包括若干个空心探杆单元，相邻两个探杆单元通过连接件密封连接，连接件内形成有位于探杆单元轴线上的外部海水通道，以及与外部海水通道平行的孔隙流体通道，连接件内部在每个孔隙流体通道中均嵌入安装有孔隙流体控制器，连接件外部套设密封连接有围设在各孔隙流体控制器外的金属透水石，各孔隙流体通道在连接件上端面密封连接有光纤孔隙水传感器，各孔隙流体通道在连接件下端面密封连接有采集 瓶，各光纤孔隙水传感器并联后通过一对多光纤水密转接头和一对多光纤水密接插件连接至传输光纤；

孔隙流体控制器包括外壳，外壳内横向设置有滑腔并在滑腔内滑动连接有活塞，滑腔在远离外部海水通道的一侧设有与金属透水石正对的滑腔开口，滑腔内在靠近外部海水通道的一端设置有与活塞连接的光电驱动机构，活塞中部横向开设有流道且流道在滑腔开口一侧设置流道入口，外壳位于孔隙流体通道内的上下两面分别开设有正对且与滑腔连通的外壳通道，活塞在流道上方分别开设有与流道连通的第一活塞通道和与流道连通的第二活塞通道，活塞在流道下方开设有与流道连通且与第二活塞通道正对的第三活塞通道。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的海底孔隙水多参数原位观测探杆，其特征在于：光电驱动机构包括设置在滑腔内的固定光纤开关控制器和锂电池，光纤开关控制器一侧横向设置有伸缩杆，伸缩杆上依次套设有电磁线圈和弹簧，弹簧靠近活塞的一端连接有铁块，铁块与活塞固定连接。

3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的海底孔隙水多参数原位观测探杆，其特征在于：光纤开关控制器由锂电池供电，其接收端通过光纤水密接插件和传输光纤连接，其控制端与电磁线圈连接。

4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的海底孔隙水多参数原位观测探杆，其特征在于：采集瓶的底部开设通道并在通道内活动设置有密封活塞，密封活塞连接有设置在采集瓶底部下方的活塞释放部，活塞释放部内开设有截面呈T型的孔隙流道，孔隙流道的T型两端均在活塞释放部上开设有通口，孔隙流道的T型底部在活塞释放部的底部开设有释放口，采集瓶底部在活塞释放部的一侧垂直固定有限位杆，活塞释放部上固定有凸起部，且凸起部上开设有供限位杆穿过的限位通孔。

5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的海底孔隙水多参数原位观测探杆，其特征在于：探杆本体的另一端为探杆尖端，探杆尖端包括用于与探杆单元连接的尖端连接件，尖端连接件内形成有位于探杆单元轴线上的外部海水通道，以及与外部海水通道平行的孔隙流体通道，尖端连接件内部在每个孔隙流体通道中均嵌入安装有孔隙流体控制器，尖端连接件外部套设密封连接有围设在各孔隙流体控制器外的金属透水石，各孔隙流体通道在尖端连接件上端面螺纹密封连接有光纤孔隙水传感器，尖端连接件的下端为锥形接口，并在接口内螺纹安装光纤CPTU探头，光纤CPTU探头内设置有光纤CPTU传感器，其数据传输线缆通过一对多光纤水密转接头连接至传输光纤。

6.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的海底孔隙水多参数原位观测探杆，其特征在于：探杆本体在探杆耐压仓下方套设安装有防沉降挡板，防沉降挡板上开设有渗透通孔。

7.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的海底孔隙水多参数原位观测探杆，其特征在于：采集瓶的外部为316L不锈钢外壳，内部为双层玻璃隔热层，玻璃表面设有镀银层。