一种新型潜浮式深海地震仪的设计与试验

发布时间：2024-05-21 21:13

　　鉴于国内外海洋地震台网的缺乏,本文介绍了一种面向全球海域应用的漂浮式海底地震接收系统(mobile earthquake recording in marine areas by independent divers, MERMAID)。针对潜浮式地震仪MERMAID浮标的研发过程,建立了浮标的总体设计要求与典型工作循环流程,设计了液压式浮力调节系统、机械结构等,并对比分析了不同转速及负浮力下潜过程,最后进行了实验室压力检测和千岛湖湖试。试验结果表明,该浮标能在15MPa压力下保持良好的密封性与稳定性,利用水听器可以有效地采集到天然地震纵波(P波),同时计算各模块单个周期的能耗,以验证设计指标。

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【部分图文】：

图1MERMAID浮标外形结构

深海1500m左右的温度、盐度和密度几乎处于均匀状态,是观测天然地震P波的理想层面。球形MERMAID浮标(图1)是长时间悬停在某一深度范围的海洋剖面装置,采用水听器“监听”信号,能够实现0～1200m深度范围内的悬停、周期性自主升沉,在水面进行GPS定位及卫星数据传输等,其横向....

图2浮力调节系统原理

根据设计要求,浮标在1200m深度的压强为12MPa,取安全系数s=1.3,浮力调节系统最大运行压力取15MPa。现有的滚珠丝杠结构是利用减速电机驱动液压缸内滚珠丝杆螺旋转动,来调节油囊的体积(丁巍伟等,2019),存在浮力调节量小,重心不稳定的缺点。本文设计油泵式浮力调节原理如....

图3浮标典型循环过程

2)下潜过程:关闭水听器,开启回油泵,在低压条件下迅速回油,浮标为变加速运动;回油结束后,在负浮力状态近似匀速下潜,由液压管路中的压力传感器采集系统外部压强,反馈当前深度信号;到达预定深度后,开启排油泵往外油囊微量多次排油,调节重力等于浮力时,当判断压力传感器数值基本不变时设定浮....

图4MERMAID浮标结构布局

3)控制舱:固定主控制板、铱星、无线电等元器件,与液压舱、电池舱之间采用标准化接口连接。天线固定在浮球外部最上端,能够保证通讯质量。甚低频、低功耗、高灵敏度水听器作为系统信号采集装置固定在浮球保护壳,另一端通过水密连接件与内部控制板连接。同时预留其他传感器接口。2.3结构优化设....

本文编号：3979930