[發(fā)明專利]一種海底沉積物聲學(xué)特性原位測(cè)量裝置、系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110059132.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112881525A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭仕劍;陳新;盧洲白
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南國(guó)天電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/11
• 分類號(hào): G01N29/11;G01N29/07
• 代理公司: 長(zhǎng)沙大珂知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

本發(fā)明提供一種海底沉積物聲學(xué)特性原位測(cè)量裝置、系統(tǒng)和方法，裝置包括有水上主控子系統(tǒng)的測(cè)量船、位于所述測(cè)量船上的甲板單元、與甲板單元連接且漂浮于所述海平面上的海面穩(wěn)定裝置，電纜，水下數(shù)據(jù)采集傳輸電路、發(fā)射換能器、第一接收換能器以及第二接收換能器。本發(fā)明提供的海底沉積物聲學(xué)特性原位測(cè)量裝置、系統(tǒng)和方法采用有纜作業(yè)，水上部分通過(guò)電纜與海底測(cè)量裝置相連通，水上主控子系統(tǒng)通過(guò)電纜對(duì)海底測(cè)量裝置進(jìn)行控制，并實(shí)時(shí)解調(diào)、處理和記錄海底測(cè)量部分上傳的數(shù)據(jù)，電纜還具備提升、下放和拖動(dòng)海底裝置的作用。水下測(cè)量子系統(tǒng)在得到水上控制部分的指令后，實(shí)現(xiàn)發(fā)射、接收聲波，并將采集的數(shù)據(jù)上傳。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聲學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海底沉積物聲學(xué)特性原位測(cè)量裝置、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

由于資源勘探、軍事應(yīng)用、巖土特性聲學(xué)調(diào)查和聲波傳播理論研究等的需要，多年來(lái)人們一直在進(jìn)行海底沉積物聲學(xué)性質(zhì)的測(cè)量。聲波能在水下遠(yuǎn)距離、大范圍和大深度傳播，也能傳入沉積物，然后反射回來(lái)，回波傳遞了海水與沉積物信息，因此海底沉積物聲學(xué)特性是海洋各類工程研究開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高測(cè)量海底沉積物聲學(xué)恃性的技術(shù)水平很重要。

海底沉積層的最重要的聲學(xué)特性包括海底淺表層沉積物聲速和衰減，這兩個(gè)海底參數(shù)的計(jì)算是海底聲學(xué)、海洋聲場(chǎng)研究和海洋石油地質(zhì)等領(lǐng)域所必需的基礎(chǔ)參數(shù)；掌握海底沉積物聲學(xué)特性及沉積物的物理性質(zhì)也對(duì)淺海聲場(chǎng)分析研究和海底地層剖面儀、聲納探測(cè)距離的計(jì)算具有重要意義；利用聲學(xué)方法來(lái)判斷海底軟硬度并且了解海底沉積物的土力學(xué)性質(zhì)，對(duì)潛艇下潛提供參數(shù)和海底工程基底穩(wěn)定性評(píng)價(jià)都有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述缺陷，提供一種利用聲學(xué)方法原位測(cè)量海底沉積物的特性的海底沉積物聲學(xué)特性原位測(cè)量裝置、系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種海底沉積物聲學(xué)特性原位測(cè)量裝置，其特征在于，包括位于海平面以上包括有水上主控子系統(tǒng)的測(cè)量船、位于所述測(cè)量船上的甲板單元、與甲板單元連接且漂浮于所述海平面上的海面穩(wěn)定裝置，電纜，位于所述海平面以下的水下數(shù)據(jù)采集傳輸電路、與所述采集傳輸電路通信連接的發(fā)射換能器、與所述采集傳輸電路通信連接的第一接收換能器以及與所述采集傳輸電路通信連接的第二接收換能器；

所述電纜將所述包括有水上主控子系統(tǒng)的測(cè)量船和所述數(shù)據(jù)采集傳輸電路通信連接和物理連接；

所述發(fā)射換能器、所述第一接收換能器和所述第二接收換能器豎直插入海底沉積物中；

所述水下數(shù)據(jù)采集傳輸電路、所述發(fā)射換能器、所述第一接收換能器、所述第二接收換能器屬于包括水下測(cè)量子系統(tǒng)的海底測(cè)量裝置。

進(jìn)一步地，所述電纜的物理連接作用為提升、下放和拖動(dòng)所述海底測(cè)量裝置。

進(jìn)一步地，所述電纜為鎧裝電纜。

本發(fā)明還提供一種海底沉積物聲學(xué)特性原位測(cè)量系統(tǒng)，包括位于海平面以上的水上主控子系統(tǒng)、電纜、位于海平面以下的水下測(cè)量子系統(tǒng)，所述電纜將所述水上主控子系統(tǒng)與所述水下測(cè)量子系統(tǒng)通信連接；

所述水上主控子系統(tǒng)，用于通過(guò)所述電纜對(duì)所述水下測(cè)量子系統(tǒng)進(jìn)行控制，并實(shí)時(shí)解調(diào)、處理和記錄所述水下測(cè)量子系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)；

所述水下測(cè)量子系統(tǒng)用于在得到所述水上主控子系統(tǒng)的指令后，實(shí)現(xiàn)發(fā)射、接收聲波，并將采集的數(shù)據(jù)上傳給所述水上主控子系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述水上主控子系統(tǒng)包括顯控臺(tái)、工控機(jī)、GPS定位模塊、水上數(shù)據(jù)傳輸模塊和水上供電模塊；

所述GPS定位模塊，用于實(shí)時(shí)定位所述系統(tǒng)所在地理位置；

所述工控機(jī)，用于根據(jù)所述實(shí)時(shí)地理位置改變所述水下測(cè)量子系統(tǒng)的控制參數(shù)和采集水下聲波信號(hào)數(shù)據(jù)命令，在各種環(huán)境條件下獲得最佳測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)并進(jìn)行所述數(shù)據(jù)處理和記錄；