CN108106965A - 一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置与方法 - Google Patents

一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置与方法。本发明装置包括甲板显控单元与水下探测单元；水下探测单元包括第一声学探杆、第二声学探杆、第三声学探杆和取样杆；声学探杆和取样杆能够利用水下探测单元的重力贯入沉积物中，并且利用声学换能器完成海底沉积物原位声学参数测量；水下探测单元还包括静力触探探杆和液压控制模块，在声学探杆和取样杆插入沉积物中后，利用液压控制模块把静力触探探杆匀速插入沉积物中，采集锥尖阻力与侧壁摩擦力数据。本发明可以用于海底沉积物声学与物理参数测量，一次测量作业，可以同步采集声学参数、物理参数以及沉积物样品，可以在海底沉积物工程勘察与科学研究中广泛应用。

Description

一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置与方法
技术领域
本发明涉及海底沉积物探测与研究等领域，尤其涉及一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置与方法。
背景技术
海底沉积物是海水与海底的重要边界，特别是海底以下数米的表层沉积物，是海底探测、海洋工程以及相关科学研究的直接对象。海底沉积物声学特性是海底环境探测的重要组成部分，具体包括两方面内容：一方面是海底沉积物的声学参数特征，另一方面是海底沉积物的声学参数与物理参数之间的关系。海底的声学参数探测在国防建设以及科学研究中占有重要地位，沉积物的物理参数是进行海底环境探测与工程勘察的重要参数，特别是在海底声传播探测研究中，建立基于沉积物的声学参数与物理参数的关系模型，对海底沉积物的特性认识具有重要意义，这对海底沉积物声学与物理参数的测量装置与方法提出了必要需求。
目前，海底沉积物的声学参数与物理参数测量可以分为取样测量与海底原位测量两种技术方法。其中，取样测量方法操作较为便捷，但是，由于海底表层沉积物具有很强的结构性，在取样过程中的扰动，极易造成海底沉积物的结构破坏，不能保持海底沉积物的原始状态，造成测量参数与实际参数存在偏差，测量获得的声学参数和物理参数难以真实反映海底沉积物的真实特性；海底原位测量是把探测装置布放至海底，使探测传感器与沉积物直接接触进行测量，最大限度地减小了对沉积物结构的破坏，保持了海底沉积物的原始状态，获得较高精度的声学参数与物理参数。
通常，海底沉积物声学参数原位测量使用声学换能器探头进行测量，通过探测装置把换能器探头贯入沉积物中，进行收发信号探测，从而获得沉积物的相关声学参数；海底沉积物物理参数原位测量使用静力触探技术，静力触探探头通过静力匀速地贯入待测沉积物中，该技术通过探头贯入过程中直接测得的锥尖阻力与侧壁摩擦力，然后利用关系模型反演相关的海底沉积物的物理参数。
现有的海底沉积物声学参数与物理参数原位测量装置，一次测量只能测量获得声学参数或者物理参数中的一种，无法同步测量与采集数据。存在以下缺点：(1)难以针对某一特定站位同步进行声学参数与物理参数原位测量，造成关系模型存在偏差；(2)作业效率较低，需要两次布放测量装置分别测量声学参数与物理参数；(3)无法直观实时地展示沉积物的声学参数与物理参数之间的关系特征。
发明内容
本发明针对现有海底沉积物声学探测装置与方法的问题，提出一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置与方法。用来同步测量的声学参数为声传播速度与声衰减系数，测量的物理参数为沉积物的体密度与粒度。
本发明通过下述技术方案得以实现：一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，包括甲板显控单元与水下探测单元；所述甲板显控单元与水下探测单元通过同轴电缆或者光电复合缆连接，完成电能与信号的传输；
所述水下探测单元包括支架和固定在支架下方的第一声学探杆、第二声学探杆、第三声学探杆、取样杆；所述第一声学探杆上安装第一声学发射换能器和第二声学发射换能器，第二声学探杆上安装第一声学接收换能器和第二声学接收换能器，第三声学探杆上安装第三声学接收换能器和第四声学接收换能器；所述第一声学探杆、第二声学探杆、第三声学探杆和取样杆能够利用水下探测单元的重力贯入沉积物中，并且利用第一声学发射换能器、第二声学发射换能器、第一声学接收换能器、第二声学接收换能器、第三声学接收换能器和第四声学接收换能器完成海底沉积物原位声学参数测量；
所述水下探测单元还包括安装在支架上的静力触探探杆和液压控制模块，所述静力触探探杆与液压控制模块连接，通过液压控制模块控制其沿竖直方向匀速运动，在第一声学探杆、第二声学探杆、第三声学探杆和取样杆插入沉积物中后，利用液压控制模块把静力触探探杆匀速插入沉积物中，采集锥尖阻力与侧壁摩擦力数据。
进一步地，所述水下探测单元还包括安装在支架上的控制电子仓和通信电子仓；所述甲板显控单元包括显示模块、通信模块、控制模块和电源模块；所述显示模块能够实时显示水下探测单元采集的声学参数波形与贯入阻力曲线，实时揭示海底沉积物声学参数与物理参数之间的关系特征；所述通信模块与通信电子仓通信，所述控制模块与控制电子仓通信，所述电源模块为甲板显控单元与水下探测单元提供电能。
进一步地，所述支架采用不锈钢材料加工，作为水下探测单元其他部件的搭载平台。
进一步地，所述第一声学发射换能器与第二声学发射换能器为宽波束发射换能器，其波束能够覆盖第一声学接收换能器、第二声学接收换能器、第三声学接收换能器和第四声学接收换能器，同时，第一声学接收换能器、第二声学接收换能器、第三声学接收换能器和第四声学接收换能器为窄波束接收换能器，能够灵敏接收对向安装的声学发射换能器辐射的声信号。
进一步地，所述第一声学发射换能器、第二声学发射换能器、第一声学接收换能器、第二声学接收换能器、第三声学接收换能器和第四声学接收换能器均嵌入相应的探杆安装，减小在贯入过程中对沉积物结构的破坏，最大限度保证沉积物的原始状态。
进一步地，所述第一声学探杆、第二声学探杆、第三声学探杆和取样杆的底端设计为锥形，能够方便地利用重力贯入海底沉积物中，同时，插入沉积物中的第一声学探杆、第二声学探杆、第三声学探杆和取样杆能够为静力触探探杆匀速插入海底沉积物过程提供反力。
进一步地，在水下探测单元利用重力贯入海底沉积物的过程中，取样杆能够同步完成沉积物样品获取，存放在取样杆内，待水下探测单元回收至船舶甲板面后，即可提取样品并保存。
一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：装置安装
1.1安装甲板显控单元：检查甲板显控单元的单示模块、通信模块、控制模块以及电源模块是否完好正常，在调查船实验室内安装，使用对应电缆连接各模块，电源模块输入船电后，输出电源至其他模块以及水下探测单元；
1.2安装水下探测单元：检查水下探测单元各部件是否完好正常，在调查船甲板面的平坦区域，将支架的各部件螺栓紧固，然后安装第一声学发射换能器、第二声学发射换能器、第一声学接收换能器、第二声学接收换能器、第三声学接收换能器、第四声学接收换能器、控制电子仓、通信电子仓、液压控制模块以及静力触探探杆；
步骤二：装置调试
2.1调试甲板显控单元：开启电源模块的开关，显示模块可以正常显示信号采集界面；
2.2调试水下探测单元：使用同轴缆或者光电复合缆连接甲板显控单元与水下探测单元，使用甲板显控单元控制水下探测单元的第一发射换能器与第二声学发射换能器发射信号，并同时使第一声学接收换能器、第二声学接收换能器、第三声学接收换能器以及第四声学接收换能器接收信号，显示模块可显示信号，使用甲板显控单控制水下探测单元的液压控制模块，使得静力触探探杆向下运动；
步骤三：装置布放
3.1把水下探测单元放置在调查船后甲板吊放装置下方，使用绞车起吊布放入水；
3.2在水下探测单元接近海底，快速下放水下探测单元，利用重力使得水下探测单元的探杆贯入沉积物中；
步骤四：数据采集
4.1在水下探测单元触底后，声学探杆和取样杆贯入沉积物中，开始进行声学原位测量，采集声学信号数据；
4.2在完成声学信号数据采集后，启动液压控制模块，使得静力触探探杆匀速贯入沉积物中，采集锥尖阻力与侧壁摩擦力数据；
步骤五：装置回收
5.1完成作业后，回收水下探测单元至调查船甲板面；
5.2从取样杆中取出沉积物样品，密封保存；
5.3拆卸水下探测单元，干燥处保存；
步骤六：数据分析处理
6.1提取声学参数；
6.2提取阻力参数，进行物理参数反演。
步骤七：建立关系模型
7.1提取锥尖阻力参数qc与侧壁摩擦力参数fs，建立与沉积物体密度参数ρ和粒度参数M之间的关系，并引入综合属性控制参数C，表达为F(qc,fs)＝Q(ρ,M,C)；
7.2提取沉积物中的声速参数v与声衰减参数α，建立与沉积物体密度参数ρ和粒度参数M之间的关系，并引入综合属性控制参数C，表达为A(v,α)＝B(ρ,M,C)；
7.3通过同步测量获得参数，输入锥尖阻力参数qc、侧壁摩擦力参数fs、声速参数v以及声衰减参数α作为约束参数，输出沉积物体密度参数ρ、粒度参数M以及综合属性控制参数C，最终反演获得沉积物的真实属性。
本发明的有益效果：
(1)便捷性；装置设计为独立模块，作业时装配后即可工作，方便装置的运输和存放；
(2)高效性；装置可以同步完成海底沉积物的声学参数与物理参数的采集，并且可以获得沉积物样品，提高了工作效率；
(3)准确性：通过同步原位测量声学参数，提供控制参数，极大地提高了声学参数与物理参数的解译精度，有利于提供更加准确的区域性修正系数。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是本发明水下探测单元的结构示意图；
图3是本发明的方法流程图；
图中，甲板显控单元1、水下探测单元2、支架2.1、第一声学探杆2.2、第一声学发射换能器2.3、第二声学发射换能器2.4、第二声学探杆2.5、第一声学接收换能器2.6、第二声学接收换能器2.7、第三声学探杆2.8、第三声学接收换能器2.9、第四声学接收换能器2.10、控制电子仓2.11、通信电子仓2.12、液压控制模块2.13、静力触探探杆2.14、取样杆2.15。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供的一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，参照附图1、附图2，包括甲板显控单元1与水下探测单元2；所述甲板显控单元1包括显示模块1.1、通信模块1.2、控制模块1.3和电源模块1.4；所述水下探测单元2包括支架2.1、第一声学探杆2.2、第一声学发射换能器2.3、第二声学发射换能器2.4、第二声学探杆2.5、第一声学接收换能器2.6、第二声学接收换能器2.7、第三声学探杆2.8、第三声学接收换能器2.9、第四声学接收换能器2.10、控制电子仓2.11、通信电子仓2.12、液压控制模块2.13、静力触探探杆2.14和取样杆2.15。所述甲板显控单元1与水下探测单元2通过同轴电缆或者光电复合缆连接，完成电能与信号的传输；所述显示模块1.1能够实时显示水下探测单元2采集的声学参数波形与贯入阻力曲线，实时揭示海底沉积物声学参数与物理参数之间的关系特征；所述通信模块1.2与通信电子仓2.12通信，所述控制模块1.3与控制电子仓2.11通信，所述电源模块1.4为甲板显控单元1与水下探测单元2提供电能。
所述支架2.1采用不锈钢材料加工，作为水下探测单元2其他部件的搭载平台。第一声学探杆2.2、第二声学探杆2.5、第三声学探杆2.8、取样杆2.15固定在支架下方；所述第一声学探杆2.2上安装第一声学发射换能器2.3和第二声学发射换能器2.4，第二声学探杆2.5上安装第一声学接收换能器2.6和第二声学接收换能器2.7，第三声学探杆2.8上安装第三声学接收换能器2.9和第四声学接收换能器2.10；所述第一声学探杆2.2、第二声学探杆2.5、第三声学探杆2.8和取样杆2.15能够利用水下探测单元2的重力贯入沉积物中，并且利用第一声学发射换能器2.3、第二声学发射换能器2.4、第一声学接收换能器2.6、第二声学接收换能器2.7、第三声学接收换能器2.9和第四声学接收换能器2.10完成海底沉积物原位声学参数测量，对于海底浅表层沉积物，可设计声学探杆与取样杆长度为1米，静力触探探杆采用长度0.5米的两段套接装配。在水下探测单元2利用重力贯入海底沉积物的过程中，取样杆2.15能够同步完成沉积物样品获取，存放在取样杆2.15内，待水下探测单元2回收至船舶甲板面后，即可提取样品并保存。
在第一声学探杆2.2、第二声学探杆2.5、第三声学探杆2.8和取样杆2.15插入沉积物中后，利用液压控制模块2.13把静力触探探杆2.14匀速插入沉积物中，采集锥尖阻力与侧壁摩擦力数据。
优选地，所述第一声学发射换能器2.3与第二声学发射换能器2.4为宽波束发射换能器，其波束能够覆盖第一声学接收换能器2.6、第二声学接收换能器2.7、第三声学接收换能器2.9和第四声学接收换能器2.10，同时，第一声学接收换能器2.6、第二声学接收换能器2.7、第三声学接收换能器2.9和第四声学接收换能器2.10为窄波束接收换能器，能够灵敏接收对向安装的声学发射换能器辐射的声信号。
优选地，所述第一声学发射换能器2.3、第二声学发射换能器2.4、第一声学接收换能器2.6、第二声学接收换能器2.7、第三声学接收换能器2.9和第四声学接收换能器2.10均嵌入相应的探杆安装，减小在贯入过程中对沉积物结构的破坏，最大限度保证沉积物的原始状态。
优选地，所述第一声学探杆2.2、第二声学探杆2.5、第三声学探杆2.8和取样杆2.15的底端设计为锥形，能够方便地利用重力贯入海底沉积物中，同时，插入沉积物中的第一声学探杆2.2、第二声学探杆2.5、第三声学探杆2.8和取样杆2.15能够为静力触探探杆2.14匀速插入海底沉积物过程提供反力。
实施例2
本实施例提供的一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量方法，参照附图3，包括以下步骤：
步骤一：装置安装
1.1安装甲板显控单元1：检查甲板显控单元1的单示模块1.1、通信模块1.2、控制模块1.3以及电源模块1.4是否完好正常，在调查船实验室内安装，使用对应电缆连接各模块，电源模块1.4输入船电后，输出电源至其他模块以及水下探测单元2；
1.2安装水下探测单元2：检查水下探测单元2各部件是否完好正常，在调查船甲板面的2m×2m平坦区域，将支架2.1的各部件螺栓紧固，然后安装第一声学发射换能器2.3、第二声学发射换能器2.4、第一声学接收换能器2.6、第二声学接收换能器2.7、第三声学接收换能器2.9、第四声学接收换能器2.10、控制电子仓2.11、通信电子仓2.12、液压控制模块2.13以及静力触探探杆2.14；
步骤二：装置调试
2.1调试甲板显控单元1：开启电源模块1.4的开关，显示模块1.1可以正常显示信号采集界面；
2.2调试水下探测单元2：使用同轴缆或者光电复合缆连接甲板显控单元1与水下探测单元2，使用甲板显控单元1控制水下探测单元2的第一发射换能器2.3与第二声学发射换能器2.4发射信号，并同时使第一声学接收换能器2.6、第二声学接收换能器2.7、第三声学接收换能器2.9以及第四声学接收换能器2.10接收信号，显示模块1.1可显示信号，使用甲板显控单1控制水下探测单元2的液压控制模块2.13，使得静力触探探杆2.14向下运动；
步骤三：装置布放
3.1把水下探测单元2放置在调查船后甲板吊放装置下方，使用绞车起吊布放入水；
3.2在水下探测单元2接近海底，快速下放水下探测单元2，利用重力使得水下探测单元2的探杆贯入沉积物中；
步骤四：数据采集
4.1在水下探测单元2触底后，声学探杆和取样杆2.15贯入沉积物中，开始进行声学原位测量，采集声学信号数据；
4.2在完成声学信号数据采集后，启动液压控制模块2.13，使得静力触探探杆2.14匀速贯入沉积物中，采集锥尖阻力与侧壁摩擦力数据；
步骤五：装置回收
5.1完成作业后，回收水下探测单元2至调查船甲板面；
5.2从取样杆2.15中取出沉积物样品，密封保存；
5.3拆卸水下探测单元2，干燥处保存；
步骤六：数据分析处理
6.1提取声学参数；
6.2提取阻力参数，进行物理参数反演。
6.3基于声学参数与物理参数，建立关系模型。
步骤七：建立关系模型
7.1提取锥尖阻力参数qc与侧壁摩擦力参数fs，建立与沉积物体密度参数ρ和粒度参数M之间的关系，并引入综合属性控制参数C，表达为F(qc,fs)＝Q(p,M,C):
7.2提取沉积物中的声速参数v与声衰减参数α，建立与沉积物体密度参数ρ和粒度参数M之间的关系，并引入综合属性控制参数C，表达为A(v，α)＝B(P，M，C)；
7.3通过同步测量获得参数，输入锥尖阻力参数qc、侧壁摩擦力参数fs、声速参数v以及声衰减参数α作为约束参数，输出沉积物体密度参数ρ、粒度参数M以及综合属性控制参数C，最终反演获得沉积物的真实属性。
应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术流程而不是对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应该涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，其特征在于，包括甲板显控单元(1)与水下探测单元(2)；所述甲板显控单元(1)与水下探测单元(2)通过同轴电缆或者光电复合缆连接，完成电能与信号的传输；
所述水下探测单元(2)包括支架(2.1)和固定在支架下方的第一声学探杆(2.2)、第二声学探杆(2.5)、第三声学探杆(2.8)、取样杆(2.15)；所述第一声学探杆(2.2)上安装第一声学发射换能器(2.3)和第二声学发射换能器(2.4)，第二声学探杆(2.5)上安装第一声学接收换能器(2.6)和第二声学接收换能器(2.7)，第三声学探杆(2.8)上安装第三声学接收换能器(2.9)和第四声学接收换能器(2.10)；所述第一声学探杆(2.2)、第二声学探杆(2.5)、第三声学探杆(2.8)和取样杆(2.15)能够利用水下探测单元(2)的重力贯入沉积物中，并且利用第一声学发射换能器(2.3)、第二声学发射换能器(2.4)、第一声学接收换能器(2.6)、第二声学接收换能器(2.7)、第三声学接收换能器(2.9)和第四声学接收换能器(2.10)完成海底沉积物原位声学参数测量；
所述水下探测单元(2)还包括安装在支架(2.1)上的静力触探探杆(2.14)和液压控制模块(2.13)，所述静力触探探杆(2.14)与液压控制模块(2.13)连接，通过液压控制模块(2.13)控制其沿竖直方向匀速运动，在第一声学探杆(2.2)、第二声学探杆(2.5)、第三声学探杆(2.8)和取样杆(2.15)插入沉积物中后，利用液压控制模块(2.13)把静力触探探杆(2.14)匀速插入沉积物中，采集锥尖阻力与侧壁摩擦力数据。
2.根据权利要求1所述的一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，其特征在于，所述水下探测单元(2)还包括安装在支架(2.1)上的控制电子仓(2.11)和通信电子仓(2.12)；所述甲板显控单元(1)包括显示模块(1.1)、通信模块(1.2)、控制模块(1.3)和电源模块(1.4)；所述显示模块(1.1)能够实时显示水下探测单元(2)采集的声学参数波形与贯入阻力曲线，实时揭示海底沉积物声学参数与物理参数之间的关系特征；所述通信模块(1.2)与通信电子仓(2.12)通信，所述控制模块(1.3)与控制电子仓(2.11)通信，所述电源模块(1.4)为甲板显控单元(1)与水下探测单元(2)提供电能。
3.根据权利要求1所述的一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，其特征在于，所述支架(2.1)采用不锈钢材料加工，作为水下探测单元(2)其他部件的搭载平台。
4.根据权利要求1所述的一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，其特征在于，所述第一声学发射换能器(2.3)与第二声学发射换能器(2.4)为宽波束发射换能器，其波束能够覆盖第一声学接收换能器(2.6)、第二声学接收换能器(2.7)、第三声学接收换能器(2.9)和第四声学接收换能器(2.10)，同时，第一声学接收换能器(2.6)、第二声学接收换能器(2.7)、第三声学接收换能器(2.9)和第四声学接收换能器(2.10)为窄波束接收换能器，能够灵敏接收对向安装的声学发射换能器辐射的声信号。
5.根据权利要求1所述的一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，其特征在于，所述第一声学发射换能器(2.3)、第二声学发射换能器(2.4)、第一声学接收换能器(2.6)、第二声学接收换能器(2.7)、第三声学接收换能器(2.9)和第四声学接收换能器(2.10)均嵌入相应的探杆安装，减小在贯入过程中对沉积物结构的破坏，最大限度保证沉积物的原始状态。
6.根据权利要求1所述的一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，其特征在于，所述第一声学探杆(2.2)、第二声学探杆(2.5)、第三声学探杆(2.8)和取样杆(2.15)的底端设计为锥形，能够方便地利用重力贯入海底沉积物中，同时，插入沉积物中的第一声学探杆(2.2)、第二声学探杆(2.5)、第三声学探杆(2.8)和取样杆(2.15)能够为静力触探探杆(2.14)匀速插入海底沉积物过程提供反力。
7.根据权利要求1所述的一种海底沉积物声学与物理参数原位同步测量装置，其特征在于，在水下探测单元(2)利用重力贯入海底沉积物的过程中，取样杆(2.15)能够同步完成沉积物样品获取，存放在取样杆(2.15)内，待水下探测单元(2)回收至船舶甲板面后，即可提取样品并保存。
8.一种利用权利要求1-7任一项装置的海底沉积物声学与物理参数原位同步测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：装置安装
1.1安装甲板显控单元(1)：检查甲板显控单元(1)的单示模块(1.1)、通信模块(1.2)、控制模块(1.3)以及电源模块(1.4)是否完好正常，在调查船实验室内安装，使用对应电缆连接各模块，电源模块(1.4)输入船电后，输出电源至其他模块以及水下探测单元(2)；
1.2安装水下探测单元(2)：检查水下探测单元(2)各部件是否完好正常，在调查船甲板面的平坦区域，将第一声学探杆(2.2)、第二声学探杆(2.5)、第三声学探杆(2.8)、取样杆(2.15)分别与支架(2.1)紧固，然后安装第一声学发射换能器(2.3)、第二声学发射换能器(2.4)、第一声学接收换能器(2.6)、第二声学接收换能器(2.7)、第三声学接收换能器(2.9)、第四声学接收换能器(2.10)、控制电子仓(2.11)、通信电子仓(2.12)、液压控制模块(2.13)以及静力触探探杆(2.14)；
步骤二：装置调试
2.1调试甲板显控单元(1)：开启电源模块(1.4)的开关，显示模块(1.1)可以正常显示信号采集界面；
2.2调试水下探测单元(2)：使用同轴缆或者光电复合缆连接甲板显控单元(1)与水下探测单元(2)，使用甲板显控单元(1)控制水下探测单元(2)的第一发射换能器(2.3)与第二声学发射换能器(2.4)发射信号，并同时使第一声学接收换能器(2.6)、第二声学接收换能器(2.7)、第三声学接收换能器(2.9)以及第四声学接收换能器(2.10)接收信号，显示模块(1.1)可显示信号，使用甲板显控单(1)控制水下探测单元(2)的液压控制模块(2.13)，使得静力触探探杆(2.14)向下运动；
步骤三：装置布放
3.1把水下探测单元(2)放置在调查船后甲板吊放装置下方，使用绞车起吊布放入水；
3.2在水下探测单元(2)接近海底，快速下放水下探测单元(2)，利用重力使得水下探测单元(2)的探杆贯入沉积物中；
步骤四：数据采集
4.1在水下探测单元(2)触底后，声学探杆和取样杆(2.15)贯入沉积物中，开始进行声学原位测量，采集声学信号数据；
4.2在完成声学信号数据采集后，启动液压控制模块(2.13)，使得静力触探探杆(2.14)匀速贯入沉积物中，采集锥尖阻力与侧壁摩擦力数据；
步骤五：装置回收
5.1完成作业后，回收水下探测单元(2)至调查船甲板面；
5.2从取样杆(2.15)中取出沉积物样品，密封保存；
5.3拆卸水下探测单元(2)，干燥处保存；
步骤六：数据分析处理
6.1提取声学参数；
6.2提取阻力参数；
步骤七：建立关系模型
7.1提取锥尖阻力参数qc与侧壁摩擦力参数fs，建立与沉积物体密度参数ρ和粒度参数M之间的关系，并引入综合属性控制参数C，表达为F(qc，fs)＝Q(ρ，M，C)；
7.2提取沉积物中的声速参数v与声衰减参数α，建立与沉积物体密度参数ρ和粒度参数M之间的关系，并引入综合属性控制参数C，表达为A(v，α)＝B(ρ，M，C)；
7.3通过同步测量获得参数，输入锥尖阻力参数qc、侧壁摩擦力参数fs、声速参数v以及声衰减参数α作为约束参数，输出沉积物体密度参数ρ、粒度参数M以及综合属性控制参数C，最终反演获得沉积物的真实属性。
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Address before: Hangzhou City, Zhejiang province 310012 Xihu District Baochu Road No. 36

Applicant before: THE SECOND INSTITUTE OF OCEANOGRAPHY, SOA

CB02 Change of applicant information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Guoyin

Inventor after: Tao Chunhui

Inventor after: Zhou Jianping

Inventor after: Deng Xianming

Inventor after: Zhang Jinhui

Inventor after: Xu Weijun

Inventor after: Cai Wei

Inventor after: Jin Xiaobing

Inventor before: Tao Chunhui

Inventor before: Zhang Guoyin

Inventor before: Zhou Jianping

Inventor before: Xu Weijun

Inventor before: Cai Wei

Inventor before: Deng Xianming

Inventor before: Zhang Jinhui

Inventor before: Jin Xiaobing

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
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