[0072]可以根據(jù)現(xiàn)場情況(比如剩余電量，深度變化等)和觀測需要，選擇回收數(shù)據(jù)或回收設(shè)備。
[0073]回收數(shù)據(jù)時(shí)，操作船載控制器向本長期觀測裝置要求數(shù)據(jù)回傳，通過水聲/長波通訊器轉(zhuǎn)接，數(shù)據(jù)直達(dá)船載控制器。而后收回水聲/長波通訊器即可。
[0074]回收設(shè)備時(shí)，仍建議首先回收數(shù)據(jù)。如圖6C、圖6D，操作船載控制器首先打開釋放器，拋掉本長期觀測裝置的配重和下鉆頭；然后啟動(dòng)上鉆頭，打開GPS，本長期觀測裝置將在浮體材料的幫助下從沉積物中鉆出，直達(dá)海面；根據(jù)GPS信號(hào)位置和海面漂浮物情況進(jìn)行打撈。而后回收水聲/長波通訊器即可(圖6E)。
[0075]實(shí)施例
[0076]黃河口水下三角洲現(xiàn)場觀測工作，布放海底孔隙水壓力觀測系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明所采取之使用方法及步驟，組裝設(shè)備，順利進(jìn)行原位布放。
[0077]布放25日后駕船至觀測點(diǎn)位，放下水聲/長波通訊器，先獲取該段時(shí)間內(nèi)的采集數(shù)據(jù)(包括采集時(shí)刻、孔壓值、當(dāng)前深度等)，而后獲取當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)(包括當(dāng)前深度、剩余電量等)。由于剩余電量大于預(yù)期，現(xiàn)場決定再進(jìn)行一輪觀測，回收水聲/長波通訊器，而后返航。
[0078]布放45日后回到觀測點(diǎn)，放下水聲/長波通訊器，先獲取該段時(shí)間內(nèi)的采集數(shù)據(jù)(包括采集時(shí)刻、孔壓值、當(dāng)前深度等)，而后獲取當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)(包括當(dāng)前深度、剩余電量等)。由船載控制器發(fā)送回收信號(hào)，本長期觀測裝置依次打開釋放器、啟動(dòng)備用電源、啟動(dòng)上鉆頭、打開GPS。根據(jù)GPS信號(hào)在海面的位置進(jìn)行打撈，回收水聲/長波通訊器即可。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)升降的無纜式深海底孔隙水壓力長期觀測裝置，其特征在于該長期觀測裝置(I)是上下兩端分別設(shè)有圓錐形鉆頭的圓柱體形結(jié)構(gòu)，該長期觀測裝置(I)自下向上依次包括下鉆頭(13)、配重(12)、主控艙(10)、浮體材料(9)、上鉆頭⑶和保護(hù)架(7);其中，所述主控艙(10)下部為釋放器，該釋放器通過一個(gè)水密接插件與主控艙(10)相連以保持信號(hào)通訊和電源供給，且主控艙(10)內(nèi)設(shè)有孔壓傳感器(11); 所述的下鉆頭(13)內(nèi)配有獨(dú)立電池和測深傳感器，下鉆頭(13)與配重(12)聯(lián)結(jié)為一體；配重(13)上端與主控艙(10)內(nèi)釋放器的可控端采用栓孔結(jié)構(gòu)相連； 所述主控艙(10)內(nèi)部還安裝有主控電路、水聲/長波通訊裝置、追蹤定位GPS、測深傳感器、電源(包括常規(guī)電源和備用電源)和孔壓信號(hào)接入端水密接插件；所述孔壓傳感器(11)信號(hào)接入端水密接插件固定于主控艙(10)的側(cè)壁；主控艙(10)頂部通過一根線纜管穿過上方的浮體材料(9)，與上鉆頭(8)相連接，所述線纜管內(nèi)部有用于連接主控艙(10)和上鉆頭(8)的信號(hào)纜； 所述保護(hù)架(7)呈圓柱形，且套住上鉆頭(8)，保護(hù)架(7)下端固定于主控艙(10)外表面，保護(hù)架(7)外表面設(shè)有凸起塊，用于與布放設(shè)備(4)進(jìn)行卡合。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)升降的無纜式深海底孔隙水壓力長期觀測裝置，其特征在于所述配重(12)包括一個(gè)安裝在下鉆頭(13)上方的柱體，柱體上套有多個(gè)配重盤。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)升降的無纜式深海底孔隙水壓力長期觀測裝置，其特征在于: 該長期觀測裝置(I)空氣中整體凈重為M，體積為V ;配重(12)和下鉆頭(13)空氣中凈重為mi，體積為Vl;該長期觀測裝置(I)回收時(shí)，希望其在海水中的最大上浮速度為VSmax=2m/s，海水的阻力系數(shù)為k，阻力為F阻； 用繩纜下放該長期觀測裝置(I)至下鉆頭(13)錐尖到達(dá)海床面，此時(shí)，該長期觀測裝置(I)浮力為F浮，重力為G，海床面的支撐力一一同時(shí)也是下落過程中的凈重力為F。，速度接近于0，阻力可忽略不計(jì)；則 Fc= G - F 浮=Mg - P gV ； 回收時(shí)，釋放器打開，拋掉配重(12)和下鉆頭(13)，上浮至最大速度VSmax = 2m/s ；F上升浮力=F阻 + (G - Gl)，即 P g (V - V1) = k*VSmax+ (Μ - Hi1) *g ； 上述各個(gè)參數(shù)滿足以下兩個(gè)關(guān)系式:0.2*F浮 <FC<0.4*F浮； P g (V - V1) = k*VSmax+ (Μ - Hi1) *g。
4.權(quán)利要求1所述的自動(dòng)升降的無纜式深海底孔隙水壓力長期觀測裝置的布放方法，包括 1.選擇原位觀測站點(diǎn)； 其特征在于包括以下步驟: 2.行船將布放系統(tǒng)運(yùn)到觀測點(diǎn)上方； 3.先將與船載控制器(3)相連的水聲/長波通訊器(2)通過釋放凱夫拉電纜下放到海床； 4.再將布放支架(5)套置在該長期觀測裝置(I)外周，通過吊鉤(6)將布放支架(5)和該長期觀測裝置(I)送入海床表面；
5.船載控制器(5)向該長期觀測裝置(I)送出啟動(dòng)信號(hào)，該長期觀測裝置(I)的下鉆頭(13)開始鉆孔進(jìn)入沉積物，到達(dá)設(shè)定深度后停止運(yùn)行；
6.打開吊鉤(6)以將該長期觀測裝置⑴從吊鉤(6)中釋放；
7.通過纜繩收起吊鉤(6)，從而將布放支架(5)回收，同時(shí)收起凱夫拉電纜以回收水聲/長波通訊器(2)，原位布放完成； 所述的水聲/長波通訊器(2)是用于將船載控制器(3)信號(hào)同時(shí)轉(zhuǎn)換為水聲信號(hào)和長波無線電波信號(hào)的裝置，該水聲/長波通訊器(2)包括一個(gè)殼體，殼體頂端有凱夫拉電纜接口、水聲收發(fā)源，殼體底端有無線電天線，殼體內(nèi)有水聲通訊器和長波無線電波通訊器； 所述船載控制器(3)包括通訊控制器、凱夫拉電纜接口、水聲通訊器和長波無線電波通訊器，并通過水聲/長波通訊器(2)對該長期觀測裝置(I)進(jìn)行控制；布放時(shí)，船載控制器(3)與水聲/長波通訊器(2)通過凱夫拉電纜進(jìn)行連接； 所述布放設(shè)備(4)包括布放支架(5)和帶有配重的吊鉤￠)，其中，布放支架(5)由上部的圓筒狀護(hù)套和下部的四腳架組成，兩者剛性連接；布放時(shí)，自動(dòng)升降孔壓計(jì)I的頂端固定于所述圓筒狀護(hù)套上，且該長期觀測裝置(I)底端下鉆頭(13)的水平高度要高于四腳架的底端高度；所述吊鉤(6)的配重用于穩(wěn)定吊鉤(6)和該長期觀測裝置(I)，同時(shí)該配重作為布放支架(5)的上限端，將該長期觀測裝置⑴限制在該配重以下；布放時(shí)，吊鉤(6)用于將該長期觀測裝置(I)與布放支架(5)吊入水中，布放完成后，吊鉤(6)將布放支架(5)回收。 5.利用權(quán)利要求4的方法布放之后對該系統(tǒng)回收的方法，其特征在于包括以下步驟:
8.行船再次駛到觀測點(diǎn)上方；
9.通過釋放凱夫拉電纜，將水聲/長波通訊器(2)下放到海床；
10.通過發(fā)射控制信號(hào)啟動(dòng)釋放器，使該長期觀測裝置(I)除下鉆頭(13)及其配重(12)以外的部分分離，使其上浮，并進(jìn)行回收；
11.收起凱夫拉電纜以回收水聲/長波通訊器(2)，回收任務(wù)完成。
【專利摘要】一種自動(dòng)升降的無纜式深海底孔隙水壓力長期觀測裝置，該裝置自下向上依次包括下鉆頭、配重、主控艙、浮體材料、上鉆頭和保護(hù)架；并通過水聲/長波通訊器與船載控制器用于對自動(dòng)升降孔壓計(jì)進(jìn)行控制。布放時(shí)通過吊鉤將布放支架和自動(dòng)升降孔壓計(jì)送入海床表面；下鉆頭開始鉆孔進(jìn)入沉積物，到達(dá)設(shè)定深度后停止運(yùn)行；通過纜繩收起吊鉤布放完成。回收時(shí)，通過發(fā)射控制信號(hào)啟動(dòng)釋放器，使自動(dòng)升降孔壓計(jì)除下鉆頭及其配重以外的部分分離，使其上浮，并進(jìn)行回收。本發(fā)明避免了復(fù)雜深海儀器的反復(fù)布放回收，提高了工作效率，降低了科研成本，避免了回收再布放過程對現(xiàn)場研究環(huán)境的人為擾動(dòng)。
【IPC分類】G01L11-00
【公開號(hào)】CN104792452
【申請?zhí)枴緾N201510194095
【發(fā)明人】賈永剛, 郭磊, 劉曉磊, 張少同, 王振豪, 單紅仙
【申請人】中國海洋大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月22日