CN111348159B - 一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置及方法,包括装置主框架，主框架的四个立面外侧由水平的4个传感器阵列带托板构成，传感器阵列带托板上放置传感器阵列带并通过固定缆绳束缚固定，缆绳一端的滑环之间通过电化学熔断丝串联。传感器阵列带包括提供展开动力的水龙带和若干组合传感器两部分，组合传感器内部依次安装温度传感器、压力传感器、传感器信号转化电路板、加速度传感器和电导率传感器。通过本发明的技术方案，对于需要在海床表面百米范围内，进行米级距离布放传感器的工作，首次研发了一种自动布放传感器阵列的装置。整套系统可以实现观测数据的长时间实时观测，并发布相关预警信息。不需要租用水下机器人，节省设备租赁和人员聘请费用，并有效节约船时。

Description

一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置及方法

技术领域

本发明涉及海底勘探技术领域和海洋工程地质技术领域，具体而言，特别涉及一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置及方法。

背景技术

海底滑坡作为近海以及深海陆坡范围常见的一种地质过程， 已成为对海洋工程结构甚至人类生命安全威胁最大的海洋地质灾害之一， 海底滑坡导致的海底不稳定性日益引起人们的关注， 海底滑坡所造成的钻井平台失稳和深水工程的地质风险已成为当前海洋地质领域的研究热点。但是目前海底滑坡的观测和识别大多依靠分析地貌资料，其获取方式多来自多波束、浅剖、侧扫声纳等声学数据，无法实时获取海底滑动或变形等位移数据；潜标组成的海底观测网一般可以实现单点的观测，甚至式单点的实时观测的技术，但是在深海两个潜标之间的安全距离较大，无法做到海底表面水平方向上的精细观测，同时整个布放过程也无法精确控制潜标之间的间距。若要实现水平空间上的精细化观测目标，需要设计一套在海底水平方向可以自动布放传感器的装置，而且传感器间隔几米或十几米，组成等距的传感器阵列，可以观测研究海域海底表面的沉降、位移等参数。另外海底冷泉、热泉或泥火山喷口周围的物理化学测量是研究海洋矿产资源开发、生物化学过程和生态保护等诸学科研究的基础，对相关领域有重要的观测意义，在冷泉或泥火山周围布放该观测系统，可以满足精细化观测需求。

目前在海底表面的现场原位观测大多是单点观测，无论是潜标还是海床基，其观测范围有限（潜标也仅可实现海水垂直剖面的观测）。也有研究人员尝试了海底水平方向传感器的布放，但是一般是借助海底无人机(ROV)，在海底辅助拖拽，才能将一组或多组传感器阵列沿着海底铺开，从而形成一定范围的海底观测网或观测阵列。但是目前ROV的租赁费用较高，使用该方法对操作要求高，而且占用大量船时，在深海布放一次费时费力，且无法实现长期的原位观测。

发明内容

为了弥补现有精细化自动布放技术的不足，本发明提供了一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置及方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置，包括主框架，主框架中部为立方体框架，主框架的四个立面外侧由水平的4个传感器阵列带托板构成，每个传感器阵列带托板通过不锈钢斜拉方式与主框架焊接组成主体，传感器阵列带托板上放置传感器阵列带并通过固定缆绳束缚固定，固定缆绳一端固定在传感器阵列带托板最外侧中部，固定缆绳另一端连接滑轮，滑轮放置在主框架上部，滑轮固定连接滑环，4个方向共4个滑环，滑环之间通过电化学熔断丝串联，主框架内部最上方安装可充电电池组，可充电电池组四周固定安装液压机控制仓和总控仓，主框架内部下方固定安装了海水压缩机，海水压缩机下部安装水龙带接口，水龙带接口另一端连接传感器阵列带上。

传感器阵列带包括水龙带和若干组合传感器两部分，水龙带入口端连接水龙带接口，水龙带另一端安装水龙带堵头，水龙带从水龙带接口处分成了同样直径得两根水龙带，两根水龙带间设置有水密缆，水龙带通过传感器固定束带绑定安装在组合传感器上方，水密缆通过水密缆固定束带绑定安装在组合传感器的中部，组合传感器内部依次安装温度传感器、压力传感器、传感器信号转化电路板、加速度传感器和电导率传感器，传感器信号转化电路板与温度传感器、压力传感器、加速度传感器和电导率传感器通讯连接，传感器信号转化电路板通过传感器水密缆接头通讯连接传感器外接水密缆，外接水密缆与水密缆通讯连接，水密缆通讯连接总控仓。

作为优选方案，主框架通过铠装电缆与中继浮标连接，中继浮标内部安装有浮标控制仓，浮标控制仓通过铠装电缆与总控仓通讯连接，中继浮标顶部安装通讯天线，通讯天线信号连接北斗卫星，北斗卫星信号连接地面基站，地面基站通讯连接用户终端，中继浮标外部安装太阳能电池板，太阳能电池板通过铠装电缆与组合传感器和总控仓连接并供电。

作为优选方案，主框架材质为316L不锈钢材料。

作为优选方案，滑环和水龙带堵头由锌铁材料制成。

作为优选方案，水龙带堵头由锌铁材料制成。

作为优选方案，可充电电池组为圆柱形结构。

作为优选方案，水龙带由两层构成，包括外层的尼龙保护层和内侧的聚丙烯层。

作为优选方案，同一方向传感器阵列带长度为100m，并每隔5m绑定一个组合传感器。

一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置的使用方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤（1）：甲板调试准备。在科考船甲板上测试好水平方向传感器阵列的布放装置、中继浮标，其中铠装电缆通过船上绞盘控制收放。整体联通测试，确保传感器工作和北斗卫星通讯正常，以及其他控制设备工作正常。测试完成后断开铠装电缆(14)与中继浮标的连接，其他保持连接。

步骤（2）：到达预定海域后，通过科考船多波束系统选择水深小于1.5倍的铠装电缆长度处并且较为平坦区域。选好后开启动力定位，使用地质缆挂载水平方向传感器阵列的布放装置入水，端部使用深水声学释放器挂载设备，并将水声释放器甲板单元水听器入水，时刻准备声学释放器脱钩。同时使用另一部吊车吊装好中继浮标，中继浮标使用拖钩器挂载，暂放于甲板并时刻准备其吊装入水。

步骤（3）：通过多波束测深、放缆长度和地质缆张力计综合判断设备坐底，坐底后通过船上甲板单元控制声学释放器将水平方向传感器阵列的布放装置脱钩，此时铠装电缆绞盘迅速放缆，避免船只与水平方向传感器阵列的布放装置产生拖拽。

步骤（4）：铠装电缆从绞盘脱离后应迅速与中继浮标连接，并快速将中继浮标吊装入水。此时整套系统布放完毕。

步骤（5）：水平方向传感器阵列的布放装置判断坐底，主要有两种方案：一是基于科考船的布放工作已经完成，，将坐底信号直接通过用户终端、北斗卫星、水面的中继浮标发送到总控仓，或者直接与中继浮标的通讯天线通讯发送坐底信号；二是通过布放装置自身携带的传感器自动判断装置坐底，原理是压力传感器和加速度传感器测量的数据10min内无变化；

步骤（6）：装置确认坐底完成后，传感器阵列带需要解除固定缆绳的束缚，本解除方案一共有两种：一是总控仓向电化学熔断丝发送指令，两个串联的电化学熔断丝任何一个正常工作都可解除串联在一起的4个滑环的束缚，从而解除4根固定缆绳对传感器阵列带的束缚；二是滑环材料是锌铁金属，与海水组成原电池，设计在海水中6h可腐蚀失去强度，两套方案可保证传感器阵列带及时解开束缚；

步骤（7）：解开束缚后，总控仓控制海水液压控制仓向传感器阵列带中的水龙带注海水，组合传感器像滚动的地毯一样在海底水平铺展开，当压力传感器和加速度传感器的数值在10min内无明显变化，说明传感器阵列带铺展完成，停止海水压缩机的工作，完成自动铺展的功能；

步骤（8）：铺展完成后为了减少水龙带的持续充胀对海底面真实数据的影响，特设计将水龙带内的海水释放出来的流程，主要有两种方案：一是通过海水压缩机反向工作主动释放压力；二是水龙带堵头的材质是锌铁材料，可与海水介质组成原电池，设计2天内腐蚀殆尽，可较为及时地将水龙带内的高于环境压力的海水释放，这样就组成了紧贴于海底观测阵列；

步骤（9）：设备坐底长期观测与预警，观测阵列布设完成后，是主要的持续观测功能和预警功能地实现。组合传感器将观测到的数据储存到总控仓中；在观测中，用户若想查询实时监测数据，通过用户终端、地面基站、北斗卫星、海面中继浮标调取总控仓内记录的数据；另外，程序可自动提取异常变化数据，并按来路反馈带用户终端，实现预警的功能，只发送特征值减少带宽和流量使用。

本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：

1.对于需要在海底面百米范围内，进行米级距离布放传感器的工作，首次研发了一种自动布放传感器阵列的装置。

2.可以实现观测数据的长时间实时观测，并发布相关预警信息。

3.不需要租用水下机器人（ROV），节省设备；租赁和人员聘请费用，并有效节约船时。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为传感器整列带平铺展开的结构示意图；

图3为A-A横截面示意图；

图4为水龙带与组合传感器连接侧视图；

图5为传感器固定束带的结构示意图；

图6为传感器阵列自动布放装置展开后俯视图；

图7为原位观测阵列工作示意图；

图8为步骤（2）工作示意图；

图9为步骤（3）工作示意图；

图10为步骤（4）工作示意图；

图11为传感器阵列水平铺展功能流程图；

图12为海底信号的实时查询与预警流程示意图；

图13为传感器阵列自动展开与实时观测电路连接图，

其中，图1至图7中附图标记与部件之间的对应关系为：

1，装置主框架，2，传感器阵列带托板； 3，传感器阵列带；4，固定缆绳； 5，滑轮；6，滑环；7，电化学熔断丝；8，充电电池组； 9，液压机控制仓；10，总控仓；11，海水压缩机；12水龙带接口；13，吊环； 14，铠装电缆；15，中继浮标；16，浮标控制仓；17，太阳能电池板；18，通讯天线；19，北斗卫星；20，地面基站 ；21，用户终端； 22，水龙带；23，组合传感器； 24，传感器固定束带；25，水龙带堵头；26水密缆，27，水密缆固定束带；28，传感器外接水密缆；29，传感器水密缆接头；30，温度传感器；31，压力传感器；32，电导率传感器；33，加速度传感器；34，传感器信号转换线路板及电池；35，水龙带尼龙保护层；36，水龙带聚丙烯层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图13对本发明的实施例的防倾倒柱状沉积物取样器进行具体说明。

如图1所示，本发明提出了一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置，包括主框架1，主框架1中部为立方体框架，主框架1材质为316L不锈钢材料，主框架1的四个立面外侧由水平的4个传感器阵列带托板2构成，每个传感器阵列带托板2通过不锈钢斜拉方式与主框架1焊接组成主体，传感器阵列带托板2上放置传感器阵列带3并通过固定缆绳4束缚固定，此时传感器阵列带3处于卷起来的状态，固定缆绳4一端固定在传感器阵列带托板2最外侧中部，固定缆绳4另一端连接滑轮5，滑轮5放置在主框架1上部，滑轮5固定连接滑环6，4个方向共4个滑环6，滑环6由锌铁材料制成，由一根缆绳串联，滑环6之间通过两个串联的电化学熔断丝7串联，在判断坐底后可熔断，从而解除固定缆绳4对传感器阵列带3的束缚。主框架1内部最上方安装可充电电池组8，可充电电池组8为圆柱形结构，可充电电池组8四周固定安装液压机控制仓9和总控仓10，主框架内部下方固定安装了海水压缩机11，海水压缩机11下部安装水龙带接口12，水龙带接口12另一端连接传感器阵列带3上。

如图3至图6所示，传感器阵列带3包括水龙带22和若干组合传感器23两部分，水龙带22由两层构成，包括外层的尼龙保护层35和内侧的聚丙烯层36，水龙带22入口端连接水龙带接口12，水龙带22另一端安装水龙带堵头25，水龙带堵头25由锌铁材料制成，水龙带22从12水龙带接口处分成了同样直径得两根水龙带22 ，两根水龙带22间设置有水密缆26，水密缆26用于收发组合传感器23信号。如图5所示，水龙带22通过传感器固定束带24绑定安装在组合传感器23上方，水密缆26通过水密缆固定束带27绑定安装在组合传感器23的中部，传感器固定束带24和水密缆固定束带27的形状是相互垂直的两个胶圈连在一起，圈的直径各自与水龙带22、组合传感器23和水密缆26相同，并粘接牢固。在自动布放装置坐底前，传感器阵列带3整体处于卷起来的状态，其末端在内，靠近水龙带22接口的一端在外，卷起的传感器阵列带3由传感器阵列带托板2和固定缆绳4固定。

如图4所示，组合传感器23内部依次安装温度传感器30、压力传感器31、传感器信号转化电路板34、加速度传感器33和电导率传感器32，传感器信号转化电路板34与温度传感器30、压力传感器31、加速度传感器33和电导率传感器32通讯连接，传感器信号转化电路板34通过传感器水密缆接头29通讯连接传感器外接水密缆28，外接水密缆28与水密缆26通讯连接，水密缆26通讯连接总控仓10。

如图6所示，展开后传感器阵列带3长度为100m，并每隔5m绑定一个组合传感器23，传感器阵列带3沿着海底面水平铺展开的主要原理借鉴了吹龙口哨玩具，一开始呈卷起状态的水龙带22在注满海水后会外侧到开始逐渐伸直，整个圈起来的水龙带22则像铺卷起的地毯一样向外滚动铺开，最终一直在海底面延伸平铺到传感器带的长度。每根传感器阵列带3有20根组合传感器23绑定在水龙带22上，每间隔5m绑定一根，这样每根传感器阵列带3就可以精细地测量100m水平长度范围的参数，而对称的4根传感器阵列带3就可以组成200m长的十字交叉形传感器阵列，这样就可以推算海底面各个方向的位移及CTD数值变化。

如图7所示，主框架1通过铠装电缆14与中继浮标15连接，中继浮标15内部安装有浮标控制仓16，浮标控制仓16通过铠装电缆14与总控仓10通讯连接，中继浮标15顶部安装通讯天线18，通讯天线18信号连接北斗卫星19，并实现信号的互传。北斗卫星19信号连接地面基站20，地面基站20通讯连接用户终端21，中继浮标15外部安装太阳能电池板17，太阳能电池板17通过铠装电缆14与组合传感器23和总控仓10连接并供电。

一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤（1）：甲板调试准备。在科考船甲板上测试好水平方向传感器阵列的布放装置、中继浮标15，其中铠装电缆14通过船上绞盘控制收放。整体联通测试，确保传感器工作和北斗卫星19通讯正常，以及其他控制设备工作正常。测试完成后断开铠装电缆14与中继浮标15的连接，其他保持连接。

步骤（2）：如图8所示，到达预定海域后，通过科考船多波束系统选择水深小于1.5倍的铠装电缆14长度处并且较为平坦区域。选好后开启动力定位，使用地质缆挂载水平方向传感器阵列的布放装置入水，端部使用深水声学释放器挂载设备，并将水声释放器甲板单元水听器入水，时刻准备声学释放器脱钩。同时使用另一部吊车吊装好中继浮标15，中继浮标15使用拖钩器挂载，暂放于甲板并时刻准备其吊装入水。

步骤（3）：如图9所示，自动布放装置坐底后，通过多波束测深、放缆长度和地质缆张力计综合判断设备坐底，坐底后通过船上甲板单元控制声学释放器将水平方向传感器阵列的布放装置脱钩，此时铠装电缆14绞盘迅速放缆，避免船只与水平方向传感器阵列的布放装置产生拖拽。

步骤（4）：如图10所示，铠装电缆14从绞盘脱离后应迅速与中继浮标15连接，并快速将中继浮标吊装入水，此时整套系统布放完毕。

步骤（5）：传感器阵列带3水平铺开之前，首先要判断水平方向传感器阵列的布放装置坐底，如图12所示，主要有两种方案：一是前期已经布放完成，将坐底信号直接通过用户终端21、北斗卫星19、水面的中继浮标15发送到总控仓10，或者直接与中继浮标15的通讯天线18通讯发送坐底信号；二是通过布放装置自身携带的传感器自动判断装置坐底，原理是压力传感器31和加速度传感器33测量的数据10min内无变化；

步骤（6）：判断坐底后，传感器阵列带3需要解除固定缆绳4的束缚，本解除方案一共有两种：一是总控仓10向电化学熔断丝7发送指令，两个串联的电化学熔断丝7任何一个正常工作都可解除串联在一起的4个滑环的束缚，从而解除4根固定缆绳4对传感器阵列带的束缚；二是滑环6材料是锌铁金属，与海水组成原电池，设计在海水中6h可腐蚀失去强度，两套方案可保证传感器阵列带3及时解开束缚；

步骤（7）：解开束缚后，总控仓10控制海水液压控制仓向传感器阵列带3中的水龙带22注海水，组合传感器23像滚动的地毯一样在海底水平铺展开，当压力传感器31和加速度传感器33的数值在10min内无明显变化，说明传感器阵列带3铺展完成，停止海水压缩机11地工作，完成自动铺展的功能；

步骤（8）：铺展完成后为了减少水龙带22的充胀对实际海底面数据的影响，直接设计将水龙带22内的海水释放出来，主要有两种方案：一是通过海水压缩机11反向工作主动释放压力；二是水龙带堵头25的材质是锌铁材料，可与海水介质组成原电池，设计2天内腐蚀殆尽，可较为及时地将水龙带22的内高压海水释放，这样就组成了海底观测阵列；

步骤（9）：如图13所示，设备坐底长期观测与预警，观测阵列布设完成后，是主要的持续观测功能和预警功能地实现。组合传感器23将观测到的数据储存到总控仓10中；在观测中，用户若想查询实时监测数据，通过用户终端21、地面基站20、北斗卫星19、海面中继浮标15调取总控仓10内记录的数据；另外，程序可自动提取异常变化数据，并按来路反馈带用户终端21，实现预警的功能，只发送特征值减少带宽和流量使用。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置，包括主框架（1），其特征在于,所述主框架（1）中部为立方体框架，主框架（1）的四个立面外侧由水平的4个传感器阵列带托板（2）构成，每个传感器阵列带托板（2）通过不锈钢斜拉方式与主框架（1）焊接组成主体，传感器阵列带托板（2）上放置传感器阵列带（3）并通过固定缆绳（4）束缚固定，固定缆绳（4）一端固定在传感器阵列带托板（2）最外侧中部，固定缆绳（4）另一端连接滑轮（5），滑轮（5）放置在主框架（1）上部，滑轮（5）固定连接滑环（6），4个方向共4个滑环（6），滑环（6）之间通过电化学熔断丝（7）串联，主框架（1）内部最上方安装可充电电池组（8），可充电电池组（8）四周固定安装液压机控制仓（9）和总控仓（10），主框架内部下方固定安装了海水压缩机（11），海水压缩机（11）下部安装水龙带接口（12），水龙带接口（12）另一端连接传感器阵列带（3）上；

所述传感器阵列带（3）包括水龙带（22）和若干组合传感器（23）两部分，水龙带（22）入口端连接水龙带接口（12），水龙带（22）另一端安装水龙带堵头（25），水龙带（22）从（12）水龙带接口处分成了同样直径得两根水龙带（22），两根水龙带（22）间设置有水密缆（26），水龙带（22）通过传感器固定束带（24）绑定安装在组合传感器（23）上方，水密缆（26）通过水密缆固定束带（27）绑定安装在组合传感器（23）的中部，组合传感器（23）内部依次安装温度传感器（30）、压力传感器（31）、传感器信号转化电路板（34）、加速度传感器（33）和电导率传感器（32），传感器信号转化电路板（34）与温度传感器（30）、压力传感器（31）、加速度传感器（33）和电导率传感器（32）通讯连接，传感器信号转化电路板（34）通过传感器水密缆接头（29）通讯连接传感器外接水密缆（28），外接水密缆（28）与水密缆（26）通讯连接，水密缆（26）通讯连接总控仓（10）。

2.根据权利要求1所述的一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置,其特征在于,所述主框架（1）通过铠装电缆（14）与中继浮标（15）连接，中继浮标（15）内部安装有浮标控制仓（16），浮标控制仓（16）通过铠装电缆（14）与总控仓（10）通讯连接，中继浮标（15）顶部安装通讯天线（18），通讯天线（18）信号连接北斗卫星（19），北斗卫星（19）信号连接地面基站（20），地面基站（20）通讯连接用户终端（21），中继浮标（15）外部安装太阳能电池板（17），太阳能电池板（17）通过铠装电缆（14）与组合传感器（23）和总控仓（10）连接并供电。

3.根据权利要求1所述的一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置,其特征在于,所述主框架（1）材质为316L不锈钢材料。

4.根据权利要求1所述的一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置,其特征在于,所述滑环（6）由锌铁材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置,其特征在于,所述水龙带堵头（25）由锌铁材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置,其特征在于,所述可充电电池组（8）为圆柱形结构。

7.根据权利要求1所述的一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置,其特征在于,所述水龙带（22）由两层构成，包括外层的尼龙保护层（35）和内侧的聚丙烯层（36）。

8.根据权利要求1所述的一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置,其特征在于,所述传感器阵列带（3）长度为100m，并每隔5m绑定一个组合传感器（23）。

9.如权利要求2所述的一种用于海底水平方向传感器阵列的布放装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）：甲板调试准备，在科考船甲板上测试好水平方向传感器阵列的布放装置、中继浮标（15），其中铠装电缆(14)通过船上绞盘控制收放，整体联通测试，确保传感器工作和北斗卫星（19）通讯正常，以及其他控制设备工作正常，测试完成后断开铠装电缆(14)与中继浮标（15）的连接，其他保持连接；

步骤（2）：到达预定海域后，通过科考船多波束系统选择水深小于1.5倍的铠装电缆（14）长度处并且较为平坦区域，选好后开启动力定位，使用地质缆挂载水平方向传感器阵列的布放装置入水，端部使用深水声学释放器挂载设备，并将水声释放器甲板单元水听器入水，时刻准备声学释放器脱钩，同时使用另一部吊车吊装好中继浮标（15），中继浮标（15）使用拖钩器挂载，暂放于甲板并时刻准备其吊装入水；

步骤（3）：自动布放装置坐底后，通过多波束测深、放缆长度和地质缆张力计综合判断设备坐底，坐底后通过船上甲板单元控制声学释放器将水平方向传感器阵列的布放装置脱钩，此时铠装电缆（14）绞盘迅速放缆，避免船只与水平方向传感器阵列的布放装置产生拖拽；

步骤（4）：铠装电缆（14）从绞盘脱离后应迅速与中继浮标（15）连接，并快速将中继浮标吊装入水，此时整套系统布放完毕；

步骤（5）：传感器阵列带（3）水平铺开，首先要判断水平方向传感器阵列的布放装置坐底，主要有两种方案：一是前期已经布放完成，将坐底信号直接通过用户终端（21）、北斗卫星（19）、水面的中继浮标（15）发送到总控仓（10），或者直接与中继浮标（15）的通讯天线（18）通讯发送坐底信号；二是通过布放装置自身携带的传感器自动判断装置坐底，原理是压力传感器（31）和加速度传感器（33）测量的数据10min内无变化；

步骤（6）：判断坐底后，传感器阵列带（3）需要解除固定缆绳（4）的束缚，本解除方案一共有两种：一是总控仓（10）向电化学熔断丝（7）发送指令，两个串联的电化学熔断丝（7）任何一个正常工作都可解除串联在一起的4个滑环的束缚，从而解除4根固定缆绳（4）对传感器阵列带的束缚；二是滑环（6）材料是锌铁金属，与海水组成原电池，设计在海水中6h可腐蚀失去强度，两套方案可保证传感器阵列带（3）及时解开束缚；

步骤（7）：解开束缚后，总控仓（10）控制海水液压控制仓向传感器阵列带（3）中的水龙带（22）注海水，组合传感器（23）像滚动的地毯一样在海底水平铺展开，当压力传感器（31）和加速度传感器（33）的数值在10min内无明显变化，说明传感器阵列带（3）铺展完成，停止海水压缩机（11）地工作，完成自动铺展的功能；

步骤（8）：铺展完成后为了减少水龙带（22）的充胀对实际海底面数据的影响，直接设计将水龙带（22）内的海水释放出来，主要有两种方案：一是通过海水压缩机（11）反向工作主动释放压力；二是水龙带堵头（25）的材质是锌铁材料，可与海水介质组成原电池，设计2天内腐蚀殆尽，可较为及时地将水龙带（22）的内高压海水释放，这样就组成了海底观测阵列；

步骤（9）：设备坐底长期观测与预警，观测阵列布设完成后，是主要的持续观测功能和预警功能地实现,组合传感器（23）将观测到的数据储存到总控仓（10）中；在观测中，用户若想查询实时监测数据，通过用户终端（21）、地面基站（20）、北斗卫星（19）、海面中继浮标（15）调取总控仓（10）内记录的数据；另外，程序可自动提取异常变化数据，并按来路反馈带用户终端（21），实现预警的功能，只发送特征值减少带宽和流量使用。

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