[發(fā)明專利]一種海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位測量方法及裝置

在審

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• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108037048A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 趙亮;沈家葳;蔣昊
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: G01N15/04
• 分類號: G01N15/04
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

1.一種海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位測量方法，步驟如下：

步驟一：調設觀測裝置中各儀器的參數(shù)，觀測裝置包括：聲學多普勒流速剖面儀、三維高頻點式流速儀、光學后向散射濁度儀和溫鹽深儀，參數(shù)設置包括采樣模式、頻率、工作起止時間；

步驟二：布設觀測裝置，將觀測裝置放置海底；

步驟三：觀測結束后從海底收回觀測裝置，獲各取儀器原始數(shù)據(jù)；

步驟四：數(shù)據(jù)讀取和原始數(shù)據(jù)預處理，讀取聲學多普勒流速剖面儀原位測量的回聲強度、三維高頻點式流速儀原位測量的流速和光學后向散射濁度儀原位測量的后向散射濁度數(shù)據(jù)且進行預處理；

步驟五：根據(jù)步驟四的回聲強度計算后向散射強度SV、流速計算底應力、濁度標定為質量濃度，并進一步用其標定后向散射強度SV,用SV反演懸浮物質量濃度SSC；

步驟六：根據(jù)步驟五的懸浮物質量濃度SSC，計算SSC對時間的導數(shù)，當導數(shù)為負值且保持十分鐘以上時，確定為發(fā)生沉降事件，統(tǒng)計發(fā)生沉降次數(shù)，并分別計算對應的底應力，最后，確定沉積物的沉降臨界應力。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位測量方法，其特征是：所述步驟一裝置各儀器參數(shù)，采樣模式為連續(xù)或間斷采樣；聲學多普勒流速剖面儀、三維高頻點式流速儀和光學后向散射濁度儀的采樣頻率分別為2Hz、32Hz和1Hz；聲學多普勒流速剖面儀的盲區(qū)和層厚分別為0.5m和0.5m；各儀器的工作開始時間一致。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位測量方法，其特征是：所述步驟四原始數(shù)據(jù)預處理為光學后向散射濁度儀所測得的原始濁度數(shù)據(jù)去異常值，先進行時間平均，并標定得到高頻的質量濃度序列；聲學多普勒流速剖面儀測得的回聲先去除盲區(qū)數(shù)值、異常值，對空缺進行線性插值，均進行時間平均；三維高頻點式流速儀測得的流速先做去噪、去粗大值，再用線性插值補齊，最后進行時間平均。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位測量方法，其特征是：所述進行時間平均的時間為0.5—5min。

5.一種用于權利要求1所述的一種海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位測量方法的觀測裝置，其特征是，包括：本體(1)、連接本體(1)的底座支架(2)和若干側壁支撐桿(4)，所述本體底部設有托板(11)，所述托板(11)上面設有電池倉(7)和聲學多普勒流速剖面儀(8)，所述側壁支撐桿(4)設有光學后向散射濁度儀(9)和溫鹽深儀(10)和三維高頻點式流速儀(12)。

6.根據(jù)權利要求5所述的海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位觀測裝置，其特征是：聲學多普勒流速剖面儀的安裝位置為距底1m，光學后向散射濁度儀安裝高于聲學多普勒流速剖面儀。

7.根據(jù)權利要求5所述的海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位觀測裝置，其特征是：所述本體(1)為不銹鋼圓柱體框架結構，所述側壁支撐桿(4)為不銹鋼管。

8.根據(jù)權利要求5所述的海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位觀測裝置，其特征是：所述底座支架設置三個支點，每個支點都設有一個防沉降地腳圓盤(5)，所述防沉降地腳圓盤(5)下面均設有等重量和大小的鉛塊(6)，所述鉛塊(6)下端的尖腳長10cm，直徑2cm。

9.根據(jù)權利要求5所述的海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位觀測裝置，其特征是：所述托板(11)上設有一端固定，另一端為活動式儀器夾子。

10.根據(jù)權利要求5所述的海水懸浮顆粒物沉降臨界應力的原位觀測裝置，其特征是：所述本體(1)上設有吊環(huán)(3)。