应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置及观测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及海底观测领域，特别是一种应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置及观测方法。支撑机构呈天平状，包括重力锚、六棱杆、环形仪器控制舱和支撑杆，重力锚位于整个装置的底部，重力锚通过数个六棱杆与其上方的环形仪器控制舱连接，内波能发电机构设置在环形仪器控制舱内，环形仪器控制舱的外侧对称固定有两支撑杆，其中一支撑杆通过其端部的机械抓环与多功能观测杆连接，另一支撑杆通过其端部的机械抓环与砂质沉积物采样杆连接，环形仪器控制舱的顶部通过凯夫拉电缆与海水分界层面处的潜标连接。其充分利用海洋内波能量，实现了对海底沙波的长期原位观测，观测结果准确可靠，观测成本低，并实现了对海底沙波土样的采集回收。

【技术实现步骤摘要】
应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置及观测方法
本专利技术涉及海底观测领域，特别是一种应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置及观测方法。
技术介绍
我国的南海海域，地质条件复杂，海水密度层化显著，是海洋内孤立波的天然多发区。这一海域内波不仅以孤立波的形式出现,还以内潮波的形式存在，目前观测到的振幅最大可达240m，蕴含巨大能量。其在海水密度分层界面处传播时会引起大量水体和沉积物垂直运动，这一过程作用在海床上常会形成诸如海底沙波等地貌形态，正因如此我国南海北部陆坡发育有大量由海洋内波造成的海底沙波。而海底沙波的迁移会造成海底管道悬空折断、航道淤积碍航、油气平台结构失稳等事故，对海洋里的工程设施安全造成严重威胁，因此对海底沙波的观测研究具有重大意义。目前国内外学者原位观测海底沙波多采用多波束测深系统和侧扫声呐等声学仪器。间隔一定时间通过多波束和侧扫声呐等声学仪器对观测海域进行重复水深测量，通过水深变化，结合平面、剖面对比来实现对海底沙波的迁移观测。但是这种方法成本高、效率低、得到的数据是间断的，无法实现对海底沙波的原位实时观测。从检索的公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置，包括潜标(10)和支撑机构，其特征在于：还包括多功能观测杆(6)、砂质沉积物采样杆(5)和内波能发电机构，支撑机构呈天平状，包括重力锚(1)、六棱杆(2)、环形仪器控制舱(8)和支撑杆(16)，重力锚(1)位于整个装置的底部，重力锚(1)通过数个六棱杆(2)与其上方的环形仪器控制舱(8)连接，内波能发电机构设置在环形仪器控制舱(8)内，环形仪器控制舱(8)的外侧对称固定有两支撑杆(16)，其中一支撑杆通过其端部的机械抓环(7)与多功能观测杆(6)连接，另一支撑杆通过其端部的机械抓环(7)与砂质沉积物采样杆(5)连接，支撑杆(16)上搭载有声学多普...

【技术特征摘要】
1.一种应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置，包括潜标(10)和支撑机构，其特征在于：还包括多功能观测杆(6)、砂质沉积物采样杆(5)和内波能发电机构，支撑机构呈天平状，包括重力锚(1)、六棱杆(2)、环形仪器控制舱(8)和支撑杆(16)，重力锚(1)位于整个装置的底部，重力锚(1)通过数个六棱杆(2)与其上方的环形仪器控制舱(8)连接，内波能发电机构设置在环形仪器控制舱(8)内，环形仪器控制舱(8)的外侧对称固定有两支撑杆(16)，其中一支撑杆通过其端部的机械抓环(7)与多功能观测杆(6)连接，另一支撑杆通过其端部的机械抓环(7)与砂质沉积物采样杆(5)连接，支撑杆(16)上搭载有声学多普勒流速剖面仪(11)、声学多普勒流速仪(12)、水下照相机(13)、波潮仪(14)和成像声呐(15)，环形仪器控制舱(8)的底部与重力锚(1)的顶部之间通过连接有声学释放器(4)的钢缆(3)相连，环形仪器控制舱(8)的顶部通过凯夫拉电缆(9)与海水分界层面处的潜标(10)连接；
所述多功能观测杆(6)的底部固定有贯入锥尖(42)，贯入锥尖(42)的底部呈尖状，贯入锥尖(42)的顶部设有土压力传感器(40)，土压力传感器(40)的上方且位于多功能观测杆内设有孔隙水压力传感器(41)，孔隙水压力传感器(41)的上方且多功能观测杆内沿其轴向间隔设置数个浊度传感器(39)；
所述砂质沉积物采样杆(5)包括提取部和采样部，采样部与提取部之间活动连接，提取部包括数根沿竖直方向平行设置的钢管连接杆(31)和沿钢管连接杆的轴向设置的数个环形储沙仓(34)，钢管连接杆(31)通过机械抓环(7)与支撑杆(16)连接，环形储沙仓(34)设置在钢管连接杆(31)之间，环形储沙仓(34)内设有环形的腔体，环形储沙仓(34)的环形侧壁与其外部的数根钢管连接杆(31)固定连接，环形储沙仓(34)的顶部呈开口状，环形储沙仓(34)的底部设有环形孔(35)；
所述采样部包括数个沿竖直方向设置的采样单元，采样单元包括圆板Ⅰ(32)和圆板Ⅱ(33)，圆板Ⅰ(32)位于圆板Ⅱ(33)的上方，圆板Ⅰ(32)和圆板Ⅱ(33)之间通过位于中心的圆板连接杆(36)固定连接，圆板Ⅰ(32)和圆板Ⅱ(33)位于环形储沙仓(34)内，圆板Ⅰ(32)和圆板Ⅱ(33)的尺寸小于环形储沙仓(34)的内壁尺寸，圆板Ⅱ(33)的尺寸大于环形储沙仓(34)底部的环形孔(35)的尺寸，相邻两采样单元之间的圆板连接杆(36)之间通过紧固件(37)连接，各钢管连接杆(32)上部之间固定连接有固定圆板，位于最上方的采样单元的圆板连接杆顶端与固定圆板滑动连接。


2.根据权利要求1所述的应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置，其特征在于：所述重力锚(1)内部有六边形凹槽，六棱杆(2)插入六边形凹槽内，实现六棱杆与重力锚的固定连接。


3.根据权利要求1所述的应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置，其特征在于：所述声学多普勒流速剖面仪(11)、声学多普勒流速仪(12)、水下照相机(13)、波潮仪(14)、成像声呐(15)和机械抓环(7)分别通过电缆与供电电源电连接，供电电源与内波能发电机构电连接。


4.根据权利要求1所述的应用于内波发育区的海底沙波长期观测装置，其特征在于：所述内波能发电机构包括发电机构外框架(18)、发电机构内壁(29)、发电齿轮齿条、弹簧(27)、感应线圈和电容与整流器(20)，发电机构内壁(29)位于环形仪器控制舱(8)内，发电机构内壁(29)与环形仪器控制舱顶板(24)、环形仪器控制舱底板(23)之间密封固定连接，发电机构内壁(29)为空心的圆柱型腔体，环形仪器控制舱顶板(24)上设有开口，发电齿轮齿条和弹簧(27)位于发电机构内壁(29)的空心腔体内，发电机构外框架(18)位于环形仪器控制舱(8)的上方，发电机构外框架(18)的底部与环形仪器控制舱顶板(24)固定连接，发电机构外框架(18)的中部设有中心孔；
所述发电齿轮齿条包括两组齿轮(25)和位于两组齿轮之间的齿轮条(17)，位于齿轮条(17)对应两侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓磊，郑晓泉，李伟甲，郭磊，梁丙辰，王振鲁，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37