2021年08月14日 星期六
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首套自主研制3000米级轻便型声学深拖探测系统问世

2021-8-13 8:26:09 来源:中国矿业报

3000米级轻便型声学深拖探测系统由中国w88体育app调查局青岛海洋w88体育app研究所牵头,联合中科院声学所、中国船舶科学研究中心共同完成。系统的研制经历了概念设计、初步设计、详细设计、部件研发、拖体成型组装、湖试、海试等几个阶段。

设计阶段,工作人员编写了方案设计报告,按照标准化要求形成了全套设计图纸和文件,包括设备明细表、组成框图、安装图、电路图、机械图等。

研发和组装阶段,工作人员将微地貌探测系统小型化,满足轻便型的要求;增加尾翼调节机构,提高作业灵活性;对压载器线型进行优化,提高可靠性;采用新的紧急安全系统方案,使操作更加便捷;在压载器上安装安全组件,增强系统的安全性。

此外,工作人员还编制了质量保证大纲、实验室检测和海上试验基本方案,进行了实验室联调测试和水池测试,编写了声学深拖操作规程和用户手册,进行了湖试及海上应用试验,对系统性能进行了逐步验证,对试验中出现的问题进行改进完善。

成果与进展

该系统突破了狭小空间内多声学设备同步控制、多类型数据时间对准等技术难题,实现了同步采集测深、侧扫和浅地层剖面数据功能,提高了探测效率;创新了拖体设计,使拖体重量轻巧、结构紧凑,方便不同的科考船装配,增强了系统适用性;采用PHINS+DVL+USBL组合的航位推算/水声定位方式,提升了定位精度;首创了拖体姿态舵机调节机构,提高了拖体稳定性和测量精度;开展了组合导航算法研究,将系统中的导航数据进行融合处理;研究测深侧扫数据后处理方法,进行数据融合和参数校正,以得到高分辨率的探测结果。

该系统侧扫最大覆盖单侧410米,测深最大覆盖单侧260米,测深精度达到国际海道测量组织特级标准,测深侧扫系统可探测出不小于1.3米的底物,浅地层剖面声源级205分贝,典型穿透深度不小于50米(泥底),地层分辨率优于0.2米,性能指标达到了国内领先、国际先进水平。

该系统可在3000米以浅的水下长时间连续工作,同时可搭载磁力仪、CO2和CH4等物理化学传感器进行实时探测。该系统在我国冷泉区完成了试验性应用,同步获得了高精度地形、微地貌和浅地层剖面数据,对水合物渗漏形成的羽状流、碳酸盐岩、生物群落等强散射体特征反应清晰明显,为海底冷泉的发现提供了基础资料。

应用与转化

3000米级轻便型声学深拖探测系统各项指标达到了设计要求,并且在水合物区进行了应用试验,取得高质量的试验数据,为水合物等海底资源的探测增添了利器,可为浅表型水合物勘查提供技术支撑,能够较好地满足深海矿产资源调查和海洋科学使用要求。

该系统还可应用于海洋开发和海底矿产资源调查、海洋工程等领域,以及用于深海特征物搜查和配合大型设备作业,为ROV下潜等提供准确的地形地貌资料。

系统的研制培养了一批研发技术骨干,形成了一支稳定的技术研发团队,形成了具有独立知识产权的样机和软件。

网站编辑:宫莉