动态无损柱状取样的海底块体滑坡监测装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种动态无损柱状取样的海底块体滑坡监测装置及其工作方法，装置激光发射器接头连接着球形齿轮，可以灵活调整激光照射源和阵列超声换能器的位置，使原位监测装置平台的姿态在原位倾斜、移动和沉降过程中保持监测系统相关仪器构件垂向稳定性，提高了图像垂直分辨率。设计可伸缩抓手固定桩具有快速扎入海床和固土作用，防沉挡板利用其下压力，使得土体完成重固结，海底土强度增加，可伸缩抓手固定桩的固块能力增强。通过球面齿轮调节激光光源始终竖向照射目标区域进行圆形层析面投影，形成横向的二维圆形切片成像。监测系统相关的仪器构件沿着螺杆滑轨的方向上下运动，可以进行地层剖面的内部构造和阴影纹理等三维立体柱状成像。维立体柱状成像。维立体柱状成像。

【技术实现步骤摘要】
动态无损柱状取样的海底块体滑坡监测装置及其工作方法


[0001]本专利技术涉及海底滑坡监测
，具体而言，特别涉及一种动态无损柱状取样的海底块体滑坡监测装置及其工作方法。

技术介绍

[0002]海底滑坡是破坏性最大的海洋地质灾害之一，由于地质构造运动、气体、波流以及人类活动等内外触发因素，导致水下斜坡中固结松散的沉积物或存在软弱层的岩土体沿易破坏斜坡面发生滑动的现象。当大量沉积物和岩石滑移时，会产生强大的水下冲击波，破坏海上石油钻井平台、管道等基础设施。碎屑流和沉积物还会掩埋或损坏水下电缆，大型的海底滑坡甚至引发灾难性的地震和海啸，从而产生严重的人员伤亡和巨大的经济损失。
[0003]近几十年来，针对海底滑坡监测技术不断发展，海底重力测量、电磁探测技术、声学成像技术等海底滑坡原位调查手段被发现和发展，并产生了一定的监测效果。目前针对海底滑坡的探测仪器和设备较少，采用人工方式的定点投放回收、观测和记录工作量大，工作效率低。光波和电磁波的衰减严重，传播距离非常有限，且受到海水盐度和温度的影响，从而导致测量数据不精确。纯声学技术受水下环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.动态无损柱状取样的海底块体滑坡监测装置，包括水平钢架（13）以及在其两侧垂直向下固定安装的竖向钢架，竖向钢架分别为左右两部的第一竖向钢架（14）和第二竖向钢架（15），其特征在于,所述水平钢架（13）的上表面中部固定安装有四个锚定连接杆（1），水平钢架（13）的上表面左右两端固定安装有步进电机（2）；所述第一竖向钢架（14）和第二竖向钢架（15）之间设置有方形承台（4），方形承台（4）左右两端的中部垂直分别贯穿连接有螺杆滑轨（3），第一竖向钢架（14）和第二竖向钢架（15）的结构呈镜像对称结构，螺杆滑轨（3）的上端连接步进电机（2）的输出端，螺杆滑轨（3）的下端通过连接轴承固定安装在第一竖向钢架（14）内，螺杆滑轨（3）的前后两侧装配有导向滑杆（5），导向滑杆（5）垂直贯穿连接方形承台（4）上，且导向滑杆（5）上下两端固定安装在竖向钢架内，方形承台（4）通过螺杆滑轨（3）和导向滑杆（5）进行升降运动；所述方形承台（4）的上表面固定安装有密封壳体（9），方形承台（4）的下表面固定安装有球形齿轮组壳体（10），球形齿轮组壳体（10）下方活动安装有激光照射源（11），激光照射源（11）包括可调谐激光器（1004）、二向色镜（1005）、光束均质器（1006）和可变扩束镜（1007）；密封壳体（9）的内部设有数据采集控制系统包括模数变换器、光声信号放大器、数据监测模块、控制模块、存储器、电源，球形齿轮组壳体（10）内部装配有第一齿轮（1002）、第二齿轮（1008）、曲面从动齿轮（1003）、第一步进电机（1001）、第二步进电机（1011）和球面齿轮（1009），球面齿轮（1009）的上部左右两侧分别与有第一齿轮（1002）、第二齿轮（1008）啮合传动连接，第一步进电机（1001）、第二步进电机（1011）的输出端分别带动连接第一齿轮（1002）和第二齿轮（1008），曲面从动齿轮（1003）啮合传动连接在球面齿轮（1009）的下部，球面齿轮（1009）的底端垂直向下固定安装有可调谐激光器（1004），可调谐激光器（1004）的前端依次前置安装有二向色镜（1005）、光束均质器（1006）和可变扩束镜（1007），可调谐激光器（1004）后端通过不锈钢筒（1012）垂直向下固定安装在球面齿轮（1009）的底端，不锈钢筒（1012）两侧对称连接着中空的悬臂杆（1010），每支悬臂杆（1010）端部连接着阵列超声换能器（12）；悬臂杆（1010）的内部装有单模光纤，单模光纤一端电性连接阵列超声换能器（12），单模光纤的另一端电性连接密封壳体（9）的内部数据采集控制系统；所述第一竖向钢架（14）和第二竖向钢架（15）的下端外壁上各布置一个防沉挡板（7），防沉挡板（7）的中心位置上贯穿安装有可伸缩抓手固定桩（8），可伸缩抓手固定桩（8）的顶部安装有振动器（6），可伸缩抓手固定桩（8）包括可伸缩抓手固定桩壳体（809），可伸缩抓手固定桩壳体（809）内部自上至下装有第三步进电机（801）、螺旋丝杆（802）、导向拉杆（803）和轴承（804），螺旋丝杆（802）的顶端与第三步进电机（801）的输出端连接，螺旋丝杆（802）的底端连接轴承（804），螺旋丝杆（802）上套装有螺旋套筒（805）的外侧固定安装有活动铰链（806），活动铰链（806）铰接有刺刀抓手（807），刺刀抓手（807）上开设有长条形的导向槽（808），导向拉杆（803）固定安装在可伸缩抓手固定桩壳体（809）内的中部，且导向拉杆（803）贯穿安装在导向槽（808）内；所述锚定连接杆（1）活动连接有用于连接ROV或AUV的活动卡口（101），锚定连接杆（1）和活动卡口（101）组成锚定连接机构。2.根据权利要求1所述的动态无损柱状取样的海底块体滑坡监测装置,其特征在于,所述水平钢架（13）分别与第一竖向钢架（14）和第二竖向钢架（15）通过加强角固定连接。3.根据权利要求1所述的动态无损柱状取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红，周承霖，梁丙臣，吴宏建，陈松贵，叶雷平，郭兴森，刘晓磊，郭磊，余和雨，史璐铭，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
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