CN201016731Y - 一种多频海底声学原位测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种监测设备，尤其是一种海洋工程勘查设备。这种多频海底声学原位测试系统，包括甲板控制系统、甲板收放部分和长矛体部分部分，其中甲板控制系统通过信号线缆管理、监控长矛体部分上设备部件的运行，并收集长矛体部分上设备部件传回的数据，甲板收放部分控制通过收放线缆连接在甲板收放部分上的长矛体部分的运行位置。本实用新型具有很好的稳定性和安全作业能力，静态反力200KN以上，抗风、抗浪，适应海上作业的恶劣环境，操作容易，结构简单，装拆简便，运输方便，可适用于0～4000米水深的海洋原位探测。

Description

一种多频海底声学原位测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种监测设备，尤其是一种海洋工程勘查设备。

背景技术

海洋工程勘查是通过测量、测试、勘探、模拟、分析等手段为海洋工程建设提供必须的、可靠的海底地形、海底岩土和海洋环境特征等成果。海洋工程勘查主要包括海洋工程测量、海洋岩土勘查和海洋工程环境调查三个分专业。海洋工程测量包括海底地形测量、海底面状况侧扫和底床稳定性分析；海洋岩土勘查包括海底近表层沉积地层结构探测、海底岩土的工程(物理、力学)性质等；海洋工程环境调查包括物理、动力及防腐蚀环境的调查。当前在海洋勘探工作中，国际海洋界已经广泛地了对海底沉积物声速、声衰减高精度调查，海底界面反、散射特性等声学特性与声传播开展研究，获取了大量的声学原位测试资料，并在多个项目中得到应用。但目前国内外所使用的多数系统都只能进行单一频率声波传播特性研究，无法实现不同频率声波在海底界面上的传播特性，而且结构复杂。

发明内容

本实用新型提供了一种声速、声衰减测量设备，以达到在海底进行原位声学测量，得到准确的海底沉积物声学参数的目的。

为实现本实用新型的目的，本说明书提供了一种多频海底声学原位测试系统，包括甲板控制系统、甲板收放部分和长矛体部分部分，其中甲板控制系统通过信号线缆管理、监控长矛体部分上设备部件的运行，并收集长矛体部分上设备部件传回的数据，甲板收放部分控制通过收放线缆连接在甲板收放部分上的长矛体部分的运行位置。

长矛体部分包括测试平台、位于测试平台上的配重、位于测试平台中部的压力仓、通过水听器固定装置和隔声装置固定在测试平台上，并通过信号线接入压力仓的接收水听器、通过接插件连接压力仓的高度计和发射换能器。接收水听器组、发射换能器组和高度及通过信号线接入压力仓。压力仓内包括姿态传感器、接收放大器、滤波器、A/D转换器、信号处理器、电源变换器，这些设备分别和甲板控制系统相连接。发射换能器组包括低频发射换能器、中频发射换能器、高频发射换能器。

甲板控制系统包括数据传输解调器、数字信号处理器主控机、显示器、数据存储器、电源变换器，其中数据传输解调器、显示器、数据存储器及电源变换器均连接到数字信号处理器主控机，由其统一控制管理。

甲板收放部分包括收放架、绞车及其控制器，及安装于控制器上的释放器，其中控制器控制绞车运转，绞车卷动用于控制收放架起落的收放缆绳。

长矛体部分包括：所述的接收水听器可以同时安装有多个，最佳的安装数量为8个，水听器固定装置，隔声材料。

本实用新型具有很好的稳定性和安全作业能力，静态反力200KN以上，抗风、抗浪，适应海上作业的恶劣环境，操作容易，结构简单，装拆简便，运输方便，可适用于0～4000米水深的海洋原位探测，可应用于海底沉积物声速、声衰减高精度调查，海底界面反、散射特性研究，海底沉积物声学土工特性调查，天然气水合物和浅海含气层调查，多金属结核集矿机土工参数提取，海底沉积物声学特性与声传播研究。

本实用新型的目的，特征及优点将结合实施例，参照附图作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型中长矛体部分的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图中：1为甲板控制系统；2为甲板收放部分；3为长矛体部分；101为信号线缆；201为收放线缆；301为测试平台；302为发射换能器；303为接收水听器；304为高度计；305为压力仓；306为配重；307为接插件。

具体实施方式

参照上图，提供下述实施例。通过实施例将有助于理解本实用新型，但不限制本实用新型的内容。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

实施例：这种多频海底声学原位测试系统，包括甲板控制系统1、甲板收放部分2和长矛体部分3，其中甲板控制系统1通过信号线缆101管理、监控长矛体部分3上设备部件的运行，并收集长矛体部分3上设备部件传回的数据，甲板收放部分2控制通过收放线缆201连接在甲板收放部分2上的长矛体部分3的运行位置。

长矛体部分3包括测试平台301、位于测试平台301上的配重306、位于测试平台301中部的压力仓305、通过水听器固定装置和隔声装置固定在测试平台301上，并通过信号线接入压力仓的8个接收水听器303、通过接插件307连接压力仓305的高度计304和发射换能器302。压力仓305内包括姿态传感器、接收放大器、滤波器、A/D转换器、信号处理器、电源变换器，这些设备分别和甲板控制系统1相连接。发射换能器302包括低频发射换能器、中频发射换能器、高频发射换能器。

甲板控制系统1包括数据传输解调器、数字信号处理器主控机、显示器、数据存储器、电源变换器，其中数据传输解调器、显示器、数据存储器及电源变换器均连接到数字信号处理器主控机，由其统一控制管理。

甲板收放部分2包括收放架、绞车及其控制器，及安装于控制器上的释放器，其中控制器控制绞车运转，绞车卷动用于控制收放架起落的收放缆绳。

该系统具有整体性能稳定、操作方便、环境适应力强、等优点。该系统在设计方法和思路上具有一定的前瞻性，充分考虑了当前和今后的需求，使系统地使用性和可扩展性都有一定的保障。在系统的设计中充分考虑到了海上实际作业的特点，使系统便于拆卸、固定和运输；部分硬件采用了通用板材，有利于设备的维护，主要模块部分采用了抗震、抗腐蚀等保护措施；系统的总体监控和供电采用同一电缆进行，使设备更加简化；系统的软件设计操作界面简洁明了，便于试验人员进行操作，人机交互能力较强，可以很好的为系统的运行提供监测和控制保障。

根据三个发射换能器的指向性和不同频率在沉积物中的衰减特性对三个发射换能器进行了固定。其中，低频段发射换能器发出为柱面波，其安装位置处于发射换能器安装架的最外围；中频段发射换能器的指向性开叫为60度左右，处于发射换能器安装架的中间；高平端发射换能器的开角为20度，处于发射换能器架的内侧。

考虑到安装、耐压和运输等因素，压力仓的材料采用的是超硬铝合金，由于其使用环境较为恶劣，对其表面和内部均进行了阳极化处理，使其能够充分适应海上作业需求。

该压力仓采用两端开盖的方式进行设计和加工，这样可以方便电路板等电子器件的维护和拆卸，其中的一个端盖分布有三个接插件，分别为甲板缆接头、发射换能器接头和接受水听器及高度计接头。

Claims (7)

1.一种多频海底声学原位测试系统，包括甲板控制系统(1)、甲板收放部分(2)和长矛体部分(3)，其特征是：所述的甲板控制系统(1)通过信号线缆(101)管理、监控长矛体部分(3)上设备部件的运行，并收集长矛体部分(3)上设备部件传回的数据，甲板收放部分(2)控制通过收放线缆(201)连接在甲板收放部分(2)上的长矛体部分(3)的运行位置；所述的长矛体部分(3)包括测试平台(301)、位于测试平台(301)上的配重(306)、位于测试平台(301)中部的压力仓(305)、通过水听器固定装置和隔声装置固定在测试平台(301)上，并通过信号线接入压力仓的接收水听器(303)、通过接插件连接压力仓(305)的高度计(304)和发射换能器(302)。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征是：所述的压力仓(305)内包括姿态传感器、接收放大器、滤波器、A/D转换器、信号处理器、电源变换器，这些设备分别和甲板控制系统(1)相连接。

3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征是：所述的甲板收放部分(2)包括收放架、绞车及其控制器，其中控制器控制绞车运转，绞车卷动用于控制收放架起落的缆绳。

4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征是：所述的甲板收放部分还包括安装于控制器上的释放器。

5.根据权利要求1所述的测试系统，其特征是：长矛体部分包括：所述的接收水听器(303)，可以同时安装有多个。

6.根据权利要求1所述的测试系统，其特征是：长矛体部分包括：所述的接收水听器(303)，最佳安装个数为8个。

7.根据权利要求1所述的测试系统，其特征是：所述的发射换能器(302)有多个，可以是低频发射换能器，也可以是中频发射换能器，还可以是高频发射换能器。

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