一种适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，包括观测平台及测量机构；所述观测平台包括框架式主体以及安装在框架式主体上的浮体、翼板、浮球舱、调平机构、配重和释放机构；所述浮球舱密封系统电路，所述系统电路在框架式主体下降至距离海底达到设定高度时控制翼板展开，使平台平稳着陆，并在框架式主体到达海底时控制调平机构调节框架式主体水平立于海底；所述系统电路在测量装置完成水下作业后，控制释放机构抛弃配重实现回收。所述测量机构包括锥形贯入测量机构、球形贯入测量机构、十字板剪切测量机构和取样机构。本发明专利技术的测量装置采用无缆布放方式，不受缆绳长度的限制，可对全海深的海底沉积物实现力学特性原位测量。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置
本专利技术属于海洋观测
，具体地说，是涉及一种用于检测海底沉积物力学特性的测量装置。
技术介绍
现阶段，海洋研究已步入了全海深时代，水深范围从6000m-11000m左右的海域，被科学家称为“海斗深渊”（Hadaltrench），是地球上最深的海洋区域。该区域主要分布在大陆边缘，由海沟组成，虽然只占全球海底面积的1%-2%，但是垂直深度占海洋全深度的45%，在海洋生态系统中具有重要意义。目前，对海斗深渊的研究已经成为海洋研究最新的前沿领域，这同时也标志着海洋科学已经进入全海深科考时代。众多以海底土体为基础的海洋工程应运而生，准确获取海底沉积物的力学特性对于深海科学研究、资源能源开发工程活动及海洋安全国防工程极其重要。海底沉积物力学特性测量装置在此需求下不断发展，且工作区域由浅海向深海不断发展。现有测试装置的布放方式以有缆布放为主，可以在小于6000m深度的海底实现长期稳定的观测。但是，随着工作水深的增大，尤其是当观测区域为海斗深渊区域时，受限于科考船上地质缆绳长度的限制，工作将无法开展。为实现深海沉积物的原位检测，现有的工作水深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，包括观测平台以及搭载在所述观测平台上的测量机构；其特征在于，所述观测平台包括框架式主体以及安装在所述框架式主体上的浮体、翼板、高度测量器件、浮球舱、调平机构、配重和释放机构；其中，所述浮球舱呈浮球形状，在提供浮力的同时用于密封系统电路；所述高度测量器件用于检测框架式主体距离海底的高度，并反馈至所述系统电路；所述系统电路在检测到框架式主体下降至距离海底达到设定高度时，控制所述翼板相对于框架式主体向外展开，以降低框架式主体的下降速度，并在框架式主体到达海底时，控制所述调平机构调节框架式主体的姿态，使所述框架式主体平稳立于海底沉积物上；所述系统电...

【技术特征摘要】
1.一种适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，包括观测平台以及搭载在所述观测平台上的测量机构；其特征在于，所述观测平台包括框架式主体以及安装在所述框架式主体上的浮体、翼板、高度测量器件、浮球舱、调平机构、配重和释放机构；其中，所述浮球舱呈浮球形状，在提供浮力的同时用于密封系统电路；所述高度测量器件用于检测框架式主体距离海底的高度，并反馈至所述系统电路；所述系统电路在检测到框架式主体下降至距离海底达到设定高度时，控制所述翼板相对于框架式主体向外展开，以降低框架式主体的下降速度，并在框架式主体到达海底时，控制所述调平机构调节框架式主体的姿态，使所述框架式主体平稳立于海底沉积物上；所述系统电路在测量装置完成水下作业后，控制所述释放机构抛弃所述配重，并控制所述翼板收回，使测量装置在所述浮体的浮力作用下浮出水面；所述测量机构包括锥形贯入测量机构、球形贯入测量机构、十字板剪切测量机构中的一种或多种以及取样机构。2.根据权利要求1所述的适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，其特征在于，所述观测平台还包括缓降油缸，所述缓降油缸的一端与所述框架式主体相铰接，另一端与所述翼板相铰接，所述系统电路通过控制所述缓降油缸的活塞杆伸缩，以驱动所述翼板展开或收回。3.根据权利要求1所述的适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，其特征在于，所述调平机构包括多个调平支脚和多个调平油缸，所述调平支脚位于框架式主体的底部，每一个调平支脚连接一个调平油缸；在所述浮球舱中安装有姿态传感器，检测所述框架式主体的姿态，并生成姿态数据发送至所述系统电路；所述系统电路在框架式主体到达海底时，根据接收到的姿态数据控制调平油缸驱动所述调平支脚伸缩，以调节所述框架式主体水平立于海底。4.根据权利要求1所述的适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，其特征在于，所述释放机构包括释放油缸、定滑轮、缆绳和挂钩；所述定滑轮安装在所述框架式主体上，其上缠绕所述缆绳，且缆绳的一端连接释放油缸，另一端连接挂钩；所述挂钩在默认状态伸入到配重的吊孔中，勾住所述配重，以增加观测平台的重量，使测量装置自行下降至海底；在回收测量装置时，所述系统电路控制所述释放油缸下放缆绳，使挂钩在自重下旋转，脱离所述配重的吊孔，使配重与框架式主体分离。5.根据权利要求1所述的适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，其特征在于，所述浮体包括浮球和浮力板，安装在所述框架式主体的顶部，所述浮球包括多个，排布形成阵列式结构。6.根据权利要求1所述的适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，其特征在于，在所述框架式主体的顶部还安装有铱星信标和光信标，所述铱星信标在测量装置出水后自动发射定位信号，所述光信标在测量装置出水后自动发射可见光。7.根据权利要求1所述的适用于全海深的海底沉积物力学特性原位测量装置，其特征在于，所述锥形贯入测量机构包括支架、锥形探头、连接锥形探头的探杆以及驱动所述探杆携带所述锥形探头上下运动的贯入驱动机构，所述支架安装在框架式主体上，在所述锥形探头的内部安装有孔隙水压力传感器和贯入阻力传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永刚，张红，刘晓磊，单红仙，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37