[發(fā)明專利]自沉浮式海洋剖面與沉積物探測裝置及使用方法

有效

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• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112504238B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 段玉;戴宏亮;郭磊
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;B63B22/00;B63B22/18
• 代理公司: 青島匯智海納知識產(chǎn)權代理有限公司 37335
• 代理人: 王皎

本發(fā)明涉及海洋觀測領域，特別是一種自浮沉式海洋剖面與沉積物探測裝置及使用方法。包括上方的剖面浮標和下方的地質綜合探針，地質綜合探針的頂部與剖面浮標的底部連接；剖面浮標包括浮標殼體、固定在浮標殼體底部的基座和浮力調節(jié)機構，浮標殼體的外壁由上至下依次設有可拋浮體材料、穩(wěn)定盤和浮力材料；綜合地質探針由上至下包括緩沖機構、探桿和傳感器節(jié)段，探桿的頂部設有緩沖機構，緩沖機構包括卡板、推桿Ⅱ、活塞Ⅱ和液壓油腔，推桿Ⅱ的頂部與卡板連接，推桿Ⅱ的底部與活塞Ⅱ固定連接，活塞Ⅱ位于液壓油腔內，活塞Ⅱ在液壓油腔內往復運動。其實現(xiàn)了對海洋水平剖面及垂直剖面以及淺表層沉積物進行多參數(shù)探測，以滿足海洋監(jiān)測的多尺度、多參數(shù)需求。

技術領域

本發(fā)明涉及海洋觀測領域，特別是一種自浮沉式海洋剖面與沉積物探測裝置及使用方法。

背景技術

需要更加先進、精確的海洋監(jiān)測設備為人們認識海洋、經(jīng)略海洋提供手段。

海洋觀測技術是海洋強國的基石，近年來我國的海洋觀測設備有了長足的進步，海洋觀測呈現(xiàn)立體、實時、多樣化的發(fā)展趨勢，海洋觀測資料及數(shù)據(jù)與海洋物理、生態(tài)、資源、軍事等結合的越來越緊密。

當前海洋移動觀測技術在動力要素、聲學要素、氣象、地質以及海洋生物等現(xiàn)場觀測調查中的作用日趨強大，已成為占海洋總面積90％的深遠海區(qū)域開發(fā)利用中成為主力軍。

其中自治式的海洋移動觀測設備主要有自治式水下航行器(AUV)、水下滑翔機(Glider)和Argo浮標。其各自具有鮮明的優(yōu)缺點，AUV航行范圍廣、效率高，但其結構復雜、經(jīng)費高昂且不能滿足大范圍長期觀測需求。Glider成本低、操作方便，適合集群化、大范圍的監(jiān)測，但其數(shù)據(jù)需浮出水面后才能進行傳輸。Argo浮標實現(xiàn)了長期、自動、實時和連續(xù)獲取大范圍、深層海洋資料的能力，但其測量范圍限于海洋垂直剖面，不具備潛航能力。

對于海底沉積物性質的探測當前主流手段是采取靜力觸探(CPT)的方式，其精度高、技術較為成熟。然而靜力觸探測量成本較高，且布放回收對母船的要求也較為苛刻，利用自由落體貫入沉積物中的動力觸探方式，測量簡便且成本較低，近年來逐漸有較成熟產(chǎn)品問世。

隨著當前海洋工程對探測設備要求的不斷提高，探測設備朝著集成化、多功能化的方向發(fā)展。故設計一種能夠對海洋垂向剖面及淺表層沉積物多參數(shù)的探測設備，其能夠為海洋科學與工程的發(fā)展提供強有力的支撐，并對海洋觀測設備的研發(fā)有著極大的推動作用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提出了一種自浮沉式海洋剖面與沉積物探測裝置及使用方法，其實現(xiàn)了對海洋水平剖面及垂直剖面以及淺表層沉積物進行多參數(shù)探測，以滿足海洋監(jiān)測的多尺度、多參數(shù)需求。

本發(fā)明的技術方案是：一種自沉浮式海洋剖面與沉積物探測裝置，其中，包括上方的剖面浮標和下方的地質綜合探針，地質綜合探針的頂部與剖面浮標的底部連接；

所述剖面浮標包括浮標殼體、固定在浮標殼體底部的基座和浮力調節(jié)機構，浮標殼體內設有密封腔體，電池、電路板和浮力調節(jié)機構設置在浮標殼體的密封腔體內，浮標殼體的外壁由上至下依次設有可拋浮體材料、穩(wěn)定盤和浮力材料；

所述地質綜合探針由上至下依次包括緩沖機構、探桿，探桿包括數(shù)段傳感器節(jié)段，探桿的頂部設有緩沖機構，探桿的底部設有錐尖和透水石，緩沖機構包括卡板、推桿Ⅱ、活塞Ⅱ和液壓油腔，推桿Ⅱ的頂部與卡板連接，推桿Ⅱ的底部與活塞Ⅱ固定連接，活塞Ⅱ位于液壓油腔內，活塞Ⅱ在液壓油腔內往復運動，活塞Ⅱ下方設有液壓油；

所述卡板包括折疊板和固定板，固定板的兩側分別鉸接有折疊板，且折疊板只能向下轉動，固定板與推桿Ⅱ的頂部固定連接，基座的下部內設有凹槽，卡板水平放置在凹槽內，凹槽的底部設有滑動孔，滑動孔與凹槽連通，推桿Ⅱ位于滑動孔內，且推桿Ⅱ在滑動孔上下往復移動，凹槽的頂部設有頂部凹槽，頂部凹槽與凹槽連通，頂部凹槽和滑動孔的寬度均小于卡板展開狀態(tài)時的尺寸，且大于卡板折疊狀態(tài)時的尺寸。