本实用新型专利技术涉及海洋磁学研究的技术领域，公开了一种海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置，装置包括旋转台，所述旋转台的顶部可放置有海底沉积物柱状取样器，所述取样器上安装有磁方位仪，所述旋转台能够带动取样器在水平面上绕自身转动，并调节取样器在竖直面上的放置角度；针对垂直式旋转搭台体积大重量大，制作成本高，运维难度大等缺点，基于磁方位仪的工作原理和实验数据，提出了将海底沉积物柱状取样器倾斜放置以进行磁补偿校正的创新性技术；本装置制作成本低、运维简单，安全可靠、具有重要的推广应用价值。具有重要的推广应用价值。具有重要的推广应用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置
[0001]本技术涉及海洋磁学研究的
，更具体地说，是涉及一种海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置。
技术介绍
[0002]在海洋磁学研究中，通过对海底沉积物样品采集，以及对沉积物剩余磁性进行测量和数据整理，可以有效地揭示沉积过程中所记录的古地磁场变化过程信息。一般程序是：首先，在野外采集古地磁样品，并对样品定向；其次，在室内测量剩磁信息；最后，通过换算还原样品中古地磁场的记录信息。在陆域，因样品采集所配套的定向技术门槛低，易实现，目前的陆地古地磁定向采样成为常规技术。然而，在海域，受海底定向技术限制，在深海沉积物古地磁采样中，很难在取样器上配备定向方位仪。因此，现今的深海沉积物古地磁采样只有上下定向信息，海洋沉积物磁学研究中只有磁倾角随深度不同的变化信息。此外，中低纬度海域的磁倾角较小，分辨率低，若无磁偏角信息，会严重影响海洋沉积物古地磁研究成果的质量，使得研究工作具有区域局限性。因此，在海底沉积物定向采样之前进行磁补偿校正，对于推动该学科的发展、解决更多的科学问题至关重要。
[0003]传统定向设备通常分“光纤惯导”和“磁罗盘定向”两大类。其中，光纤陀螺(也称寻北仪)技术不受海底设备的磁性与电磁干扰，系统定向精度高，但结构复杂、价格昂贵、功耗大和时间累积误差大，难以满足工程应用中快速定向的需求。矢量磁力仪，也称为磁方位仪，其简易便捷，可快速连续采集姿态测量信息；但磁方位仪易受设备周围的环境磁场影响，尤其是海底设备大多数为铁磁性材料加工制作的，设备所产生的附加磁场会导致测量误差(常称之为罗差)，需要罗差改正(磁补偿)来压制附加磁场的干扰。
[0004]用于海底沉积物古地磁学研究的地质取样设备通常为海底沉积物重力柱状取样器。受到海底取样装备与技术等限制，柱状取样器的取样长度一般在几米到几十米范围内，通常为十米范围内。倘若要获取更长的岩芯，对于柱状取样器的尺寸和重量，地质绞车与缆绳破断力等技术性能都会特殊的要求。如果要获得海底取样过程的姿态的信息，就需要在柱状取样器的取样管或承重头上安装一个磁方位仪。采样前或后，需要对装有磁方位仪的取样设备做罗差测试，然后再做磁补偿改正。
[0005]对安装有磁方位仪的海底沉积物柱状取样器进行磁补偿改正，需做以下几项工作：1)选择一个弱磁或梯度小的磁环境；2)搭建一个台子，具备对安装有磁方位仪的柱状取样器在开阔地带能旋转；3)随高精度的定向设备一起顺时针和逆时针各旋转数圈，同步记录两者的定向测量信息。若对安装有磁方位仪的重力取样器在垂直姿态下进行罗差改正，再顺时针或者逆时针旋转数圈的话，以6米的柱状取样管为例，就需要搭建一个超过7.5米高的无磁性塔台(取样管长度与塔台高度之比为0.8)。
[0006]鉴于柱状取样器自身重量和工程塑料材料强度等因素限制，塔建旋转高台，要考虑制作难度、运维难度、成本，还有安全隐患等问题。
技术实现思路
[0007]针对现有技术存在的问题，本技术的目的是提供一种安全可靠、制作简单、成本低廉、用于海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置，以克服现有技术中旋转高台成本消耗大、运维难度高的问题。
[0008]本技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置，该装置包括旋转台，所述旋转台的顶部放置有海底沉积物柱状取样器，所述海底沉积物柱状取样器沿长度延伸方向依次包括取样管、承重头和取样口，所述取样管前端安装有磁方位仪，所述旋转台能够带动所述海底沉积物柱状取样器在水平面上绕自身转动，并调节所述海底沉积物柱状取样器在竖直面上的放置角度。
[0010]作为本技术的进一步优化方案，所述旋转台由下往上依次为回转平台、取样器架高用的基座以及调节取样器摆放角度的摇摆架，所述回转平台用于带动其上的所述基座和摇摆架沿自身回转，所述摇摆架与基座转动连接，能调整所述海底沉积物柱状取样器摆放时的倾斜角度。
[0011]作为本技术的进一步优化方案，所述回转平台设有相互平行的上底板和下底板，两底板通过转轴活动连接，所述上底板的底壁沿着转轴周向安装有若干个导向滚轮，所述导向滚轮的下轮面与所述下底板的顶壁抵接，从而实现两底板的相互转动。
[0012]作为本技术的进一步优化方案，所述下底板贯穿设置有若干个朝下的调平螺栓，所述调平螺栓沿着所述转轴的周向均匀分布，用于对所述旋转台水平校正。
[0013]作为本技术的进一步优化方案，所述基座的底部与所述上底板的顶面连接，所述基座为直立的方框结构，其内部放置有所述摇摆架，所述基座两个平行的侧壁在靠近顶部区域均设置有沿同一轴线分布的基座通孔，所述摇摆架通过其对应的孔位与所述基座通孔对正并进行枢接；所述摇摆架顶面设置有两个以上沿直线排列的凹槽，所述承重头搭置在所述凹槽之内，所述凹槽的轴线与所述基座通孔轴线相互垂直，使得所述沉积物柱状取样器能够绕着所述基座的通孔作上下摆动。
[0014]作为本技术的进一步优化方案，所述基座在面向所述凹槽的侧壁上设有相应的避位槽。
[0015]作为本技术的进一步优化方案，所述旋转台采用无铁磁性材料制成。
[0016]作为本技术的进一步优化方案，所述回转平台、取样器调节基座以及摇摆架均采用工程塑料。
[0017]作为本技术的进一步优化方案，所述回转平台上固定安装有光纤罗经，所述磁方位仪内部配置有三分量磁通门磁力仪传感器和倾角传感器，所述光纤罗经和磁方位仪的0
°
指向保持一致；其中所述光纤罗经给出所述回转平台航向角的参考值，所述三分量磁通门磁力仪传感器用于测量磁方位仪所在载体坐标系下的三轴分量和磁航向角，所述倾角传感器用于测量磁方位仪的摇滚角和俯仰角，上述数据用于解算得出经磁补偿之后的磁方位仪在磁地理坐标系下的航向角。
[0018]作为本技术的进一步优化方案，所述光纤罗经为OCTANCE罗经，所述姿态传感器为MEMS传感器。
[0019]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0020]在海底沉积物柱状取样过程中，需要将所述沉积物柱状取样器惯入到海底沉积物之中，通常其姿态是垂直或者近似垂直的，即安装在取样器上的磁方位仪监测到的姿态信息也是垂直或者近似垂直的。如果柱状取样器的磁补偿改正的罗差测试与实际野外作业时柱状取样器两者的姿态近似，那么，旋转台将搭建得相当高，大大增加了制作与运维成本。
[0021]本技术针对此技术弊端，提出了将海底沉积物柱状取样器以一定角度倾斜放置以进行磁补偿校正的技术方案，即把已安装磁方位仪的沉积物柱状取样器放置在一旋转台之上，在所述旋转台的带动下，取样仪器能在原地作顺时针和逆时针旋转，从而实现磁干扰的平面补偿补正；此外，取样仪器还能相对于旋转台基座倾斜放置并调整放置角度，且实现倾斜状态下的补偿补正。
[0022]出于本装置朝向灵活的结构特点，以及倾斜状态下的磁补偿方法，本装置在深海沉积物的定向采样中获取磁地理坐标本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置，其特征在于：包括旋转台，所述旋转台的顶部放置有海底沉积物柱状取样器，所述海底沉积物柱状取样器沿长度延伸方向依次包括取样管、承重头和取样口，所述取样管前端安装有磁方位仪，所述旋转台能够带动所述海底沉积物柱状取样器在水平面上绕自身转动，并调节所述海底沉积物柱状取样器在竖直面上的放置角度。2.根据权利要求1所述的海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置，其特征在于：所述旋转台由下往上依次为回转平台、取样器架高用的基座以及调节取样器摆放角度的摇摆架，所述回转平台用于带动其上的所述基座和摇摆架沿自身回转，所述摇摆架与基座转动连接，能调整所述海底沉积物柱状取样器摆放时的倾斜角度。3.根据权利要求2所述的海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置，其特征在于：所述回转平台设有相互平行的上底板和下底板，两底板通过转轴活动连接，所述上底板的底壁沿着转轴周向安装有若干个导向滚轮，所述导向滚轮的下轮面与所述下底板的顶壁抵接，从而实现两底板的相互转动。4.根据权利要求3所述的海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置，其特征在于：所述下底板贯穿设置有若干个朝下的调平螺栓，所述调平螺栓沿着所述转轴的周向均匀分布，用于对所述旋转台水平校正。5.根据权利要求3所述的海底沉积物柱状取样技术的磁补偿测试装置，其特征在于：所述基座的底部与所述上底板的顶面连接，所述基座为直立的方框结构，其内部放置有所述摇摆架，所述基座两个平行的侧壁在靠近顶部区...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐行，刘青松，吴琼，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：
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