CN112455631B - 一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置及布放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置及其布放方法，所述的布放装置包括：传感器下基座、尼龙绳、传感器上基座和导索；所述的传感器下基座由所述尼龙绳吊放至海底，固定在水下预定位置；所述的尼龙绳上标记有每个传感器的安装位置，尼龙绳的两端分别固定有两个传感器下基座；所述的传感器上基座用于固定传感器，所述的传感器上基座与传感器下基座的上端固定；所述的导索一端固定在船上，另一端固定在传感器下基座上，用来将传感器布放在传感器下基座上。本发明的装置能实现矩阵式传感器的快速精确布放，通过传感器上下基座将传感器固定在海底，能保证传感器在大海流情况下稳定工作，减小海流对传感器的影响。
Description
技术领域
本发明属于海洋探测领域，具体涉及一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置及布放方法，该矩阵式传感器布放装置根据海底环境及布放条件进行设计，可以实现矩阵式传感器的精确布放也能保证传感器的抗海流稳定性。
背景技术
海洋在全球气候变迁、生态循环、物种繁衍、人类进化等方面均有举足轻重的作用，同时海洋还蕴含着丰富的矿产资源和生物资源。海洋探测对于人类深入了解海洋，探索生物起源，维持生态良性发展，预测自然灾害，勘探海洋资源具有重要意义。
近代以来，随着海洋观测手段的日益完善，观测范围也从海面，延伸到海洋中，直至海底，这为人类对海洋的探索与研究，提供了新的契机。海洋观测发展至今，海洋科学家和工程师们能够通过科考船，大洋钻探，载人深潜器，无人自治机器人，远程遥控机器人和水下滑翔机以及种类繁多的离线式科学仪器等手段来对海洋进行探测，并通过上述手段取得了一系列令人可喜的成果，推动海洋探索取得巨大的研究进展。
海底传感器等科学仪器在海洋探测中发挥着举足轻重的作用，矩阵式传感器数量众多，海洋探测效果极佳，但由于海流等因素影响，对于微小传感器的精确布放及如何让其在大海流情况下稳定工作是开展海底探测工作的一大难点。且现有技术中少有针对此应用场景的研究。本发明针对该难点，提出了一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置，可以很好的解决上述问题。
发明内容
为了实现海底矩阵式传感器的精确布放和稳定工作，本发明提出了一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置及布放方法，该装置能实现矩阵式传感器的快速精确布放，通过传感器上下基座将传感器固定在海底，能保证传感器在大海流情况下稳定工作，减小海流对传感器的影响。
本发明的技术方案为：
一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置，包括：传感器下基座、尼龙绳、传感器上基座和导索；
所述的传感器下基座由所述尼龙绳吊放至海底，由水下蛙人下水后，将传感器下基座固定在水下预定位置；
尼龙绳，根据传感器安装位置及传感器间距进行打标，标记每个传感器基座位置，尼龙绳的两端分别固定有两个传感器下基座；
所述的传感器上基座用于固定传感器，所述的传感器上基座与传感器下基座的上端通过螺钉固定；传感器为布放的核心器件，用来探测获取海底信息；多个传感器之间通过光电复合缆相连，光电复合缆可以为传感器提供电能供给以及通讯接口；
所述的导索一端固定在船上，另一端固定在传感器下基座上，用来将传感器布放在传感器下基座上。
本发明中，在所述尼龙绳上面每隔一定距离打上标记，用以标记传感器下底座的布放位置。
本发明中，所述的传感器下基座的上端是一个圆形平面，用于放置传感器上基座，圆形平面上有镂空，用于减少布放时水的阻力，使得布放更加稳定；其下端是一个空心圆柱体，且空心圆柱体的壁面镂空，用于在传感器下基座插入海底泥土中时，泥土可穿过这些圆孔，使得传感器下基座不会被轻易拔出，起到固定的作用；在传感器下基座的上端平面上设计有两个用来固定导索的圆环。
本发明中，所述的传感器上基座的上表面是一个圆面，圆面镂空是为了在布放时减小水的阻力，使布放更稳定；将传感器固定在传感器上基座中央；在上基座两侧开有两个孔，并设计有开关式的导索限制机构，将导索限制机构打开并将导索放入，关上后即可将传感器上基座导引至海底的传感器下基座，并由蛙人完成上下基座固定。
本发明还提供一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放方法，该方法基于上述装置实现，步骤如下：
在尼龙绳的两端分别固定两个传感器下基座，先将其中一个传感器下基座布放至海底预定位置，然后施工船向布放方向行驶，同时逐渐释放打标的尼龙绳，将尼龙绳沿固定好的传感器下基座平铺于海底，将尼龙绳拉直为绷直状态，到达打标位置处，然后布放另一端的传感器下基座，随后依次在尼龙绳的打标位置处布放固定其他传感器下基座，将两根导索的其中一端固定在传感器下基座上端的两个圆环上，另一端固定在船上；
然后将所有的传感器跟传感器上基座固定好，并用光电复合缆将所有的传感器连接好；将导索穿入传感器上基座的孔内，传感器由导索依次导引到传感器下基座上，并由蛙人固定好。
本发明的有益效果在于：
本发明针对海底探测工作中微小传感器的精确布放及如何让其在大海流情况下稳定工作这一难点，提出了一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置，从而可以实现对矩阵式传感器的精准布放及其在海底的固定，提高了传感器的布放效率。通过传感器上下基座将传感器固定在海底，能保证传感器在大海流情况下稳定工作，减小海流对传感器的影响；在尼龙绳上打标以标记传感器在海底的位置，在传感器上基座上设计了导索限制机构，通过导索将传感器基座布放在打标位置，提高了深海布放的准确性；对上下基座的结构进行了镂空设计，以满足减小水的阻力的布放需求。本发明的布放方法简单、高效，可以非常方便地实现矩阵式传感器的精确布放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是实施例提供的传感器下基座三维图；
图2是实施例提供的固定有传感器的传感器上基座三维图；
图3是实施例提供的传感器上下基座固定的三维图；
图4是实施例提供的传感器下基座布放示意图；
图5是实施例提供的传感器上基座布放示意图；
其中，圆环1、传感器2、导索限制机构3、上下基座螺栓定位孔4、传感器上基座5、传感器下基座6。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置，包括：传感器下基座、尼龙绳、传感器上基座和导索；所述的传感器下基座由所述尼龙绳吊放至海底，固定在水下预定位置；所述的尼龙绳根据传感器安装位置进行打标，尼龙绳的两端分别固定有两个传感器下基座；所述的传感器上基座用于固定传感器，所述的传感器上基座与传感器下基座的上端固定(如图3)；所述的导索一端固定在传感器下基座上面，另一端固定在传感器上基座，用来将传感器布放在传感器下基座上。
如图1所示，所述的传感器下基座的上端是一个圆形平面，用于放置传感器上基座，圆形平面上有镂空，用于减少布放时水的阻力，使得布放更加稳定；其下端是一个空心圆柱体，且空心圆柱体的壁面镂空，用于在传感器下基座插入海底泥土中时，泥土可穿过这些圆孔，使得传感器下基座不会被轻易拔出，起到固定的作用；在传感器下基座的上端平面上设计有两个用来固定导索的圆环。
如图2所示，所述的传感器上基座的上表面是一个圆面，圆面镂空是为了在布放时减小水的阻力，使布放更稳定；将传感器固定在传感器上基座中央；在上基座两侧开有两个孔，并设计有开关式的导索限制机构，将导索限制机构打开并将导索放入，关上后即可将传感器上基座导引至海底的传感器下基座，并由蛙人完成上下基座固定。
一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放方法，步骤如下：
预先根据地图选定布放的大致区域，船舶抵达既定布放点后，在目标海域进行扫海工作，选择地形相对平缓，高度落差不超过10m的区域作为布放位置。将所需的设备登船，包括尼龙绳(其长度可根据需要选择)，传感器上下基座，传感器，导索，光电复合缆等。
施工船停泊在第一个传感器下基座位置的正上方处，将尼龙绳一端固定在传感器下基座①上，使用船上吊机将传感器下基座①吊出甲板，并释放进入海水。待传感器下基座①下放至海底时，蛙人下水后将其固定在水下预定位置。施工船沿传感器布放方向行驶，同时逐渐释放打标尼龙绳，将尼龙绳沿传感器下基座①平铺于海底，到达打标位置处时，将尼龙绳拉直为绷直状态，在标记300m处固定传感器下基座
如图4所示。施工船依次停靠在尼龙绳打标位置处，并布放固定传感器下基座
在施工船上依次连接
传感器，传感器之间光电复合缆长度约为水深的1.5倍。将导索一端连接至传感器下基座上用于固定导索的圆环，另一端固定在位于施工船上，打开传感器上基座上的导索限制机构将导索放入孔中，并处于拉直状态。沿导索布放传感器①。待传感器①下放至海底的传感器下基座①，根据设计的机械结构将传感器固定在传感器下基座上。将连接在传感器下基座①处的导索解开并扣在传感器下基座②，施工船行驶至传感器下基座②上方，布放传感器②，并固定于传感器下基座②上，如图5所示。水下蛙人将连接传感器①与②的光电复合缆平铺于尼龙绳一侧。依次布放
传感器。连接两传感器的光电复合缆交错平铺于尼龙绳两侧。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置，其特征在于，包括：传感器下基座、尼龙绳、传感器上基座和导索；
所述的传感器下基座由所述尼龙绳吊放至海底，固定在水下预定位置；
所述的尼龙绳上标记有每个传感器的安装位置，尼龙绳的两端分别固定有两个传感器下基座；
所述的传感器上基座用于固定传感器，所述的传感器上基座与传感器下基座的上端固定；
所述的导索一端固定在船上，另一端固定在传感器下基座上，用来将传感器布放在传感器下基座上；
所述的传感器上基座是一个镂空的圆形平面，所述的传感器固定在传感器上基座中央；传感器上基座两侧开有两个孔，并配有开关式的导索限制机构，将导索限制机构打开并将导索放入孔中，从而将传感器上基座导引至位于海底的传感器下基座，并由蛙人完成上下基座固定。
2.如权利要求1所述的适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置，其特征在于，所述的传感器下基座的上端为一镂空的圆形平面，用于减小布放时水的阻力，使得布放更加稳定；所述的传感器下基座的下端为一空心圆柱体，且空心圆柱体的壁面镂空，使得传感器下基座不会被轻易拔出，起到固定的作用；所述的传感器下基座的上端还设有用于固定导索的圆环。
3.如权利要求2所述的适用于深海探测的矩阵式传感器布放装置，其特征在于，所述的用于固定导索的圆环为2个且沿镂空的圆形平面对称设置。
4.一种适用于深海探测的矩阵式传感器布放方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述的装置实现，步骤如下：
在尼龙绳两端分别固定两个传感器下基座，先将其中一个传感器下基座布放至海底预定位置，然后施工船向布放方向行驶，同时逐渐释放尼龙绳，将尼龙绳沿固定好的传感器下基座平铺于海底，并将尼龙绳拉直为绷直状态，到达打标位置处，然后布放另一端的传感器下基座，随后依次在尼龙绳的打标位置处布放固定其他传感器下基座；将两根导索的其中一端固定在传感器下基座上端的两个圆环上，另一端固定在船上；
然后将所有的传感器跟传感器上基座固定好，并用光电复合缆将所有的传感器连接好；将导索穿入传感器上基座的孔内，传感器由导索依次导引到传感器下基座上，并由蛙人固定好。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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