【技术实现步骤摘要】
一种海底热液羽状流声学探测模拟装置与方法
[0001]本专利技术属于海洋探测
，具体是指一种海底热液羽状流声学成像模拟实验装置与方法。
技术介绍
[0002]现代海底热液系统及其相关现象是20世纪自然科学界最重大的发现之一，也是当前国际地球科学和生命科学研究的热点和前沿课题之一。而海底热液喷口作为连通地球深部与海底表层的通道，广泛发生在海底地质构造不稳定区域，如大洋中脊、弧后盆地和板内火山等，是地壳与海洋之间进行能量交换的主要场所。热液喷口活动的表现是高温的热液从海底喷出，与周围海水混合形成热液羽状流，热液羽状流对周围的水体环境、生物群落和地质地貌等都会产生深远的影响，是当今研究海底热液活动影响的直接证据，因此有必要对热液羽状流的空间分布展开进一步的研究。热液羽状流空间分布的探测方式只要可分为两种，其一是使用物理或者化学传感器，如温度、浊度、氧化还原电位与甲烷等传感器，通过离散站位或者测线探测的方式进行探测，具有较高的分辨率，但难以把握热液羽状流整体的空间范围；其二是使用声学仪器探测，如多波束、侧扫声呐、浅地层剖面仪等...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海底热液羽状流声学探测模拟装置，其特征在于，该模拟装置包括热液模拟喷流装置、轨道与连接装置、垂直杆升沉装置、探头锁止装置和数据控制处理单元；所述热液模拟喷流装置包括：水泵、分流套管和温度喷口；所述分流套管为双层套管结构，内层模拟上升热液羽状流的中心流体，流体温度与扩散速度最高，分流套管一端连接水泵出水端，另一端安装温度喷口，喷出模拟的羽状流；所述水泵的进水端内层为向中心收缩的喇叭状，内层水流流速大于外层；所述轨道与连接装置包括：长边滑轨和短边滑轨；所述长边滑轨和短边滑轨滑动连接，并且两个长边滑轨和两个短边滑轨拼接成矩形；所述垂直杆升沉装置包括：连接板、快拆卡箍和升降杆；所述升降杆通过连接板安装在短边滑轨上，所述连接板与短边滑轨滑动连接，升降杆通过快拆卡箍安装在连接板上；所述探头锁止装置包括：声学换能器和声学换能器夹具；所述声学换能器包括声学发射换能器和声学接收换能器，均通过声学换能器夹具安装在升降杆下端；所述数据控制处理单元包括：数据采集仓、数据控制处理单元及数据传输线缆；所述数据控制处理单元与数据采集仓连接，所述数据采集仓通过数据传输线缆与声学发射换能器、声学接收换能器和温度喷口连接，采集温度喷口的模拟羽状流温度数据、声学接收换能器声信号数据并控制声学发射换能器发射的声信号频率、波形。2.根据权利要求1所述的海底热液羽状流声学探测模拟装置，其特征在于，所述热液模拟喷流装置还包括储水仓和支撑座；所述的储水仓具有加热、保温和搅拌功能，用于控制流体的温度与颗粒物浓度；储水仓与水泵的进水端相连；所述支撑座用于固定分流套管。3.根据权利要求1所述的海底热液羽状流声学探测模拟装置，其特征在于，所述模拟装置具有试验水池，所述分流套管材质为塑料材质，分流套管和温度喷口位于试验水池中，当模拟流体在管道内流动时，基于传热的基本定律，外层套管内的流体与试验水池内的冷水发生相应的热量交换，而内层套管的流体不与试验水池内的冷水发生热量交换，经由温度喷口喷出的流体，外层温度总是低于内层温度，外层流速也总是低于内层流速，以此模拟热液羽状流的不同层位。4.根据权利要求3所述的海底热液羽状流声学探测模拟装置，其特征在于，所述温度喷口处设置有温度传感器，用于监测模拟热液羽状流不同层位的温度。5.根据权利要求1所述的海底热液羽状流声学探测模拟装置，其特征在于，所述的长边滑轨与短边滑轨安装在试验水池上方边缘，均由数段拼装件组成，按需求组装成不同长宽比的尺寸，以适配不同尺寸的试验水池。6.根据权利要求1所述的海底热液羽状流声学探测模拟装置，其特征在于，所述短边滑轨两端安装有滑轨连接件，所述滑轨连接件上固定有滑块，所述滑块与长边滑轨滑动连接，长边滑轨和短边滑轨上均标有刻度，获取模拟的羽状流的平面坐标。7.根据权利要求1所述的海底热液羽状流声学探测模拟装置，其特征在于，所述的连接板两端各有一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国堙，陶春辉，朱淼，
申请(专利权)人：自然资源部第二海洋研究所，
类型：发明
国别省市：
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