一種多功能原位長期觀測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的多功能原位長期觀測裝置，涉及海洋勘察設(shè)備領(lǐng)域，能夠有效實現(xiàn)對深海底工程地質(zhì)條件如pH值、氧化還原電位、離間孔壓、電阻率、溫度等的定量監(jiān)測，為深海工程地質(zhì)研究提供技術(shù)支撐，本發(fā)明的技術(shù)方案包括主體支撐件、懸浮件、測控與通訊單元、地質(zhì)監(jiān)測單元、多功能原位測試探頭，所述主體支撐件為桿狀件，所述測控與通訊單元設(shè)于主體支撐件上端，懸浮件連接在測控與通訊單元上端，所述多功能原位測試探頭設(shè)于主體支撐件下端，所述地質(zhì)監(jiān)測單元設(shè)于主體支撐件上，通過電纜連接上方測控與通訊單元。
【專利說明】
一種多功能原位長期觀測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海洋勘察設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種多功能原位長期觀測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家深海研究和開發(fā)戰(zhàn)略的實施，加快海洋工程地質(zhì)學(xué)科的建設(shè)，服務(wù)于國家海洋事業(yè)的發(fā)展，提升調(diào)查能力和創(chuàng)新水平具有重要意義。
[0003]目前現(xiàn)有的海底觀測設(shè)備的的觀測效果差，使用不方便，無法進行定量檢測，因此導(dǎo)致對深海工程地質(zhì)的研究技術(shù)無法提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供的多功能原位長期觀測裝置，能夠有效實現(xiàn)對深海底工程地質(zhì)條件如PH值、氧化還原電位、離間孔壓、電阻率、溫度等的定量監(jiān)測，為深海工程地質(zhì)研究提供技術(shù)支撐。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:包括主體支撐件、懸浮件、測控與通訊單元、地質(zhì)監(jiān)測單元、多功能原位測試探頭，所述主體支撐件為桿狀件，所述測控與通訊單元設(shè)于主體支撐件上端，懸浮件連接在測控與通訊單元上端，所述多功能原位測試探頭設(shè)于主體支撐件下端，所述地質(zhì)監(jiān)測單元設(shè)于主體支撐件上，通過電纜連接上方測控與通訊單元。
[0006]作為上述方案的優(yōu)選，所述主體支撐件為空心管狀結(jié)構(gòu)，所述測控與通訊單元包括測控艙及與測控艙連接的電源艙和水下通訊信標，所述電源艙內(nèi)設(shè)有深海水密接插件，用于在水下機器人的輔助下對電源艙充電。
[0007]作為上述方案的優(yōu)選，所述地質(zhì)監(jiān)測單元包括用以測量孔隙水壓、電阻率、溫度的第一監(jiān)測單元，及用以測量土質(zhì)應(yīng)力應(yīng)變的第二監(jiān)測單元，第一監(jiān)測單元包括分別與測控艙連接的孔隙水壓傳感器、四電極電阻率傳感器、溫度傳感器，第二監(jiān)測單元包括接觸部及連接接觸部和測控艙的應(yīng)變式懸梁。
[0008]作為上述方案的優(yōu)選，所述主體支撐件上設(shè)有多個第一監(jiān)測單元和多個第二監(jiān)測單元，且所述第一監(jiān)測單元和第二監(jiān)測單元在主體支撐件上縱向交替排列。
[0009]作為上述方案的優(yōu)選，所述第一監(jiān)測單元包括與主體支撐件一體且向主體支撐件兩側(cè)伸出的第一翼板，所述第一翼板內(nèi)設(shè)有與主體支撐件內(nèi)孔連通的電纜導(dǎo)向孔，第一翼板的伸出端設(shè)有第二翼板，所述孔隙水壓傳感器、四電極電阻率傳感器、溫度傳感器設(shè)于第二翼板內(nèi)。
[0010]作為上述方案的優(yōu)選，所述第二翼板上端和下端均為尖錐結(jié)構(gòu)。
[0011]作為上述方案的優(yōu)選，所述第二監(jiān)測單元也包括與主體支撐件一體且向主體支撐件兩側(cè)伸出的支撐翼板，所述接觸部和應(yīng)變式懸梁設(shè)于支撐翼板上，所述接觸部為球狀結(jié)構(gòu)。
[0012]作為上述方案的優(yōu)選，所述多功能原位測試探頭與主體支撐件之間連接有探頭連接管，所述探頭連接管管徑小于主體支撐件的外徑，大于多功能原位測試探頭外徑，所述多功能原位測試探頭通過電纜與測控艙連接。
[0013]作為上述方案的優(yōu)選，所述懸浮件為浮球，浮球通過拉繩連接測控與通訊單元，且所述拉繩上設(shè)有吊環(huán)。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:上述裝置能夠有效對海床地質(zhì)的多種參數(shù)進行長期測量，其裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度和準確度高，能夠為深海工程地質(zhì)研究提供技術(shù)可靠的數(shù)據(jù)支撐，從而解決復(fù)雜深海底地質(zhì)災(zāi)害對海洋油氣開發(fā)的威脅。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明中測控與通訊單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明中第一監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明中第二監(jiān)測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
[0020]如圖1所示，本實施例的結(jié)構(gòu)包括空心管狀結(jié)構(gòu)的主體支撐件7、浮球1、測控與通訊單元4、地質(zhì)監(jiān)測單元、多功能原位測試探頭9，測控與通訊單元4設(shè)于主體支撐件7上端，浮球I連接在測控與通訊單元4上端，多功能原位測試探頭9設(shè)于主體支撐件7下端，地質(zhì)監(jiān)測單元設(shè)于主體支撐件7上，通過電纜連接上方測控與通訊單元4。
[0021 ]在本實施例中，測控與通訊單元4包括測控艙402及與測控艙402連接的電源艙401和水下通訊信標403，所述電源艙401內(nèi)設(shè)有深海水密接插件，用于在水下機器人的輔助下對電源艙401充電。
[0022]地質(zhì)監(jiān)測單元包括用以測量孔隙水壓、電阻率、溫度的第一監(jiān)測單元5，及用以測量土質(zhì)應(yīng)力應(yīng)變的第二監(jiān)測單元6，第一監(jiān)測單元5包括分別與測控艙402連接的孔隙水壓傳感器503、四電極電阻率傳感器505、溫度傳感器504，第二監(jiān)測單元6包括接觸部603及連接接觸部603和測控艙402的應(yīng)變式懸梁602。
[0023]主體支撐件7上設(shè)有多個第一監(jiān)測單元5和多個第二監(jiān)測單元6，且第一監(jiān)測單元5和第二監(jiān)測單元6在主體支撐件7上縱向交替排列。
[0024]其中，第一監(jiān)測單元5包括與主體支撐件7—體且向主體支撐件7兩側(cè)伸出的第一翼板501，第一翼板501內(nèi)設(shè)有與主體支撐件7內(nèi)孔連通的電纜導(dǎo)向孔507，第一翼板501的伸出端設(shè)有第二翼板502，孔隙水壓傳感器503、四電極電阻率傳感器505、溫度傳感器504設(shè)于第二翼板502內(nèi)。第二翼板502上端和下端均為尖錐結(jié)構(gòu)506。
[0025]第二監(jiān)測單元6也包括與主體支撐件7—體且向主體支撐件7兩側(cè)伸出的支撐翼板601，接觸部603和應(yīng)變式懸梁602設(shè)于支撐翼板601上，接觸部603為球狀結(jié)構(gòu)。
[0026]在本實施例中，多功能原位測試探頭9與主體支撐件7之間連接有探頭連接管8，探頭連接管8管徑小于主體支撐件7的外徑，大于多功能原位測試探頭9外徑，多功能原位測試探頭9通過電纜與測控艙402連接。浮球通過拉繩3連接測控與通訊單元4，且拉繩3上設(shè)有吊環(huán)2。
[0027]以下詳細描述上述裝置的工作原理:
[0028]將上述裝置置于水下，浮球I利用浮力使整個裝置在海床面以上并始終直立，地質(zhì)監(jiān)測單元及多功能原位測試探頭9對水下地質(zhì)條件進行實時監(jiān)測并采集相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)送至測控艙402內(nèi)，測控艙402將數(shù)據(jù)通過水下通訊信標403發(fā)送給上位機。
[0029]在第一監(jiān)測單元5中，第一翼板501用以離間孔隙水壓傳感器503、四電極電阻率傳感器505、溫度傳感器504與主體支撐件7的距離，減少主體支撐件7對傳感器測量的影響，提高測量數(shù)據(jù)的精度和準確度;第二翼板502上下的尖錐結(jié)構(gòu)便于貫入和回收時減少地層阻力，有效避免裝置的損壞。
[0030]在第二監(jiān)測單元6中，支撐翼板601的作用主要是保護應(yīng)變式懸梁602在裝置貫入至地層時不至于發(fā)生過大的變形而導(dǎo)致?lián)p壞，接觸部603的圓球型結(jié)構(gòu)便于在長期觀測時與周邊沉積物更加均勻緊密的接觸，將沉積物的應(yīng)力傳遞至應(yīng)變式懸梁602，提高測量數(shù)據(jù)的精度和準確度。
[0031]空心管狀主體支撐件7用鋼管制成，用于為各傳感器組合提供載體和支撐;探頭連接管8用于主體支撐件7與多功能原位測試探頭9的變徑，減少大直徑空心鋼管對小直徑多功能原位測試探頭9傳感器測量的影響，尤其是錐尖阻力和側(cè)壁摩擦力的影響，提高測量數(shù)據(jù)的精度和準確度;多功能原位測試探頭9以靜力觸探為基礎(chǔ)，擴展了土體攝像、pH值、氧化還原電位等其它功能。
[0032]浮球用于在長期觀測時依靠自身的浮力使吊環(huán)2和拉繩3始終在海床面以上并保持豎直；吊環(huán)2用于在系統(tǒng)回收時水下機器人的機械手操控并懸掛起吊鋼纜。
【主權(quán)項】
1.一種多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:包括主體支撐件、懸浮件、測控與通訊單元、地質(zhì)監(jiān)測單元、多功能原位測試探頭，所述主體支撐件為桿狀件，所述測控與通訊單元設(shè)于主體支撐件上端，懸浮件連接在測控與通訊單元上端，所述多功能原位測試探頭設(shè)于主體支撐件下端，所述地質(zhì)監(jiān)測單元設(shè)于主體支撐件上，通過電纜連接上方測控與通訊單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:所述主體支撐件為空心管狀結(jié)構(gòu)，所述測控與通訊單元包括測控艙及與測控艙連接的電源艙和水下通訊信標，所述電源艙內(nèi)設(shè)有深海水密接插件，用于在水下機器人的輔助下對電源艙充電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:所述地質(zhì)監(jiān)測單元包括用以測量孔隙水壓、電阻率、溫度的第一監(jiān)測單元，及用以測量土質(zhì)應(yīng)力應(yīng)變的第二監(jiān)測單元，第一監(jiān)測單元包括分別與測控艙連接的孔隙水壓傳感器、四電極電阻率傳感器、溫度傳感器，第二監(jiān)測單元包括接觸部及連接接觸部和測控艙的應(yīng)變式懸梁。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:所述主體支撐件上設(shè)有多個第一監(jiān)測單元和多個第二監(jiān)測單元，且所述第一監(jiān)測單元和第二監(jiān)測單元在主體支撐件上縱向交替排列。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:所述第一監(jiān)測單元包括與主體支撐件一體且向主體支撐件兩側(cè)伸出的第一翼板，所述第一翼板內(nèi)設(shè)有與主體支撐件內(nèi)孔連通的電纜導(dǎo)向孔，第一翼板的伸出端設(shè)有第二翼板，所述孔隙水壓傳感器、四電極電阻率傳感器、溫度傳感器設(shè)于第二翼板內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:所述第二翼板上端和下端均為尖錐結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:所述第二監(jiān)測單元包括與主體支撐件一體且向主體支撐件兩側(cè)伸出的支撐翼板，所述接觸部和應(yīng)變式懸梁設(shè)于支撐翼板上，所述接觸部為球狀結(jié)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:所述多功能原位測試探頭與主體支撐件之間連接有探頭連接管，所述探頭連接管管徑小于主體支撐件的外徑，大于多功能原位測試探頭外徑，所述多功能原位測試探頭通過電纜與測控艙連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能原位長期觀測裝置，其特征在于:所述懸浮件為浮球，浮球通過拉繩連接測控與通訊單元，且所述拉繩上設(shè)有吊環(huán)。
【文檔編號】G01V11/00GK105911612SQ201610382216
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】鄭紅劍, 劉飛, 王春光, 祝漢柱
【申請人】武漢磐索地勘科技有限公司