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自返式微型地热探针水下运动特性以及其贯入深度关系到其能否正常入泥工作,针对自返式微型地热探针的结构,对其进行简化,建立物理模型。并针对海洋流场及海洋底质,抽取关键参数,建立探针投放过程中的流场模型和底质模型。将所建立模型导入数据分析软件,先分析探针在投放过程中竖直方向和水平方向的相关运动特性,然后拟合为探针下行过程中下行深度和横向漂移的轨迹图,可见其水平方向最大位移约为106 m。在理论上论证了探针在下行过程中的姿态稳定性。通过计算论证了自返式微型探针在依靠自身重力的情况下,自动贯入海底沉积物进行热流测量工作方式的可行性。并在最后通过海上试验,对分析结果进行了实践验证。 相似文献
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为满足在底水温度波动较大的海域进行海底热流原位长期观测的需求,研制了一种低功耗温度长期采集电路,并与钛合金耐压外壳集成为微型自容式测温单元,在室内和海上进行了一系列测试。室内测试结果表明:当测温电路进行连续采集时,其平均动态电流为2.1 m A;当电路不进行采集工作保持低功耗状态时,整个测温电路的电流消耗达到最低值,实测为4μA,达到预期设计指标。通过将微型测温单元捆绑在海底地震仪上,在南海西沙和东沙海域成功进行了6个站位的海底原位底水温度长期观测测试,获取了最长约17 d的底水温度波动数据,验证了测量电路的稳定性和实用性。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2021,41(3)
随着海底地热学研究的不断深入,对海底地热测量仪器的技术指标提出了更高要求。基于前期自主研发的FY1自容式微型温度测量记录仪,经过大量实践数据与经验积累,研制出新型的FY2自容式微型温度测量记录仪。为验证FY2的性能,在实验室恒温水槽和南海北部陆坡深水海域对FY1和FY2进行了仪器校验和比测,结果显示FY2的测量分辨率优于0.000 1℃,测量准确度优于±0.001 5℃,比测点的海底热流值为78 mW/m2。实验结果证实FY2探针不仅具有高分辨率、高精度、性能稳定的特点,而且测量效率高,可为海底热流探测与研究提供新一代可靠的技术支持。 相似文献
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《热带海洋学报》2016,(4)
南海和印度洋共87个海底热流测量站位的探针偏角分布表明:海底热流测量过程中,探针插入海底沉积物后通常都存在偏角,其偏角在0°~10°的占48.3%,10°~20°的占20.7%,20°~30°的占2.3%,30°~40°的占2.3%,超过40°的占26.3%。当用探针偏角较大时,必然会给地热参数计算带来不容忽视的相对误差。因此,文章建立探针偏角与地温梯度和热流相对误差之间的定量关系式,并据此计算得知:探针偏角10°时,对地热参数测量影响不大,其相对误差只在2.0%以内;而当探针偏角增大到15°~20°时,地热参数相对误差则增大到5.0%左右,且随着探针偏角逐渐增大,引起的相对误差呈非线性迅速增大。因此,建议今后进行海底热流测量过程中,尽可能获取探针插入海底沉积物时的偏角,进而可对地温梯度和热流进行偏角校正,获得更为准确的地热参数。 相似文献
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高分辨力测温技术一直是制约海底热流探测的关键技术之一,文中介绍了一种用于深海温度梯度探测的高分辨力测温系统,给出了总体设计方案。高分辨力测温电路解决了NTC热敏元件互换性差、输出信号微弱等问题,每个测量通道的信号转换电路、高分辨力测温电路和数据采集电路使用同一个精密电压基准源,提高了测量数据的一致性。搭建了系统测试平台,测试结果表明,使用标定分度为0.05℃的NTC热敏元件,系统量程为0~5℃,分辨力为0.001℃。在中国大洋第38航次搭载"蛟龙"号载人潜水器完成了深海原位实验,获取了西北印度洋大糦热液区深海沉积物的温度梯度数据,验证了系统的高分辨力测温性能,同时也发现,本次作业站位的深海区近似一个恒温场,沉积物的温度波动范围可能小于0.001℃。 相似文献
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本文基于极地海底地热流调查需求,针对在极地严酷的低温环境下泥温测量电路容易出现的失效、温度漂移等问题进行了分析,并采用了恒流源测温方式,有效降低了自发热和引线电阻干扰,并简化电路结构,增强了电路低温状态工作稳定性。本文阐述了低温段泥温传感器工作原理,结合调查实践确定了泥温传感器的主要设计参数;对电路结构进行详细拆解分析,分析各模块在低温条件下存在的失效风险及低温工作性能;对实际电路进行试验验证,利用数据分析传感器的测量精度,并在低温条件下对泥温传感器进行了实测。测试结果表明,低温段泥温传感器在低温条件下工作稳定,数据稳定性和一致性表现良好。 相似文献
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本文主要介绍加拿大实用微系统公司(AML)生产的GR—12型海底地热探针的设计与使用基本情况,这种探针不但可以测定海底沉积物的温度梯度,而且还可以现场测定导热率,这为海洋地质科学研究提供了工作方便。 相似文献
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南海西沙海槽地区的海底热流测量 总被引：20，自引：0，他引：20
为了解南海西沙海槽区的地热特征,利用Ewing型地热探针在该区开展了地热测量,并利用TK04热导率仪测量了相关站位表层沉积物样品的热导率,获得了7个站位的热流数据。结果表明,研究区7个站位的热导率变化范围为0.88~1.06 W/m.K,平均为0.96 W/m.K,地温梯度变化范围为85~120℃/km,热流值变化范围为83~112 mW/m2,平均达到95 mW/m2。分析表明测量结果与20世纪80年代中美合作在西沙海槽的地热测量结果一致性较好,说明研究区仍具有高热流特征,推测高热流特征可能与本区高热背景、莫霍面埋深较浅、断裂发育、晚期岩浆活动和基底起伏等有关。 相似文献
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介绍了一种液压驱动贯入式海底沉积声学原位测量系统的电路控制单元的研究实现过程,以及该控制单元在南海北部海底沉积声学调查中的应用。该电路控制单元以Cortex-A8处理器为核心,集成大容量FLASH存储器,与单片机接口控制板进行串口通讯,实现对声学发射采集单元和机械液压贯入单元的可视化控制和监测。基于该电路控制单元,海底底质声学原位测量系统兼具自容式和在线式两种工作模式,可自容记录或实时采集声学原位测量单元在海底的工作状态数据、海底沉积物声速和声衰减系数等声学特性数据。该声学原位测量系统的实验室联调及南海海试结果表明,使用该电路控制单元对海底底质声学测量过程的监测与控制是有效的,对精确获取海底底质的原位声学特性有重要作用,可以促进海底底质声学原位测量系统的产品化。 相似文献
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海底沉积物声速实验室测量结果校正研究 总被引：4，自引：0，他引：4
海底沉积物实验室测量状态与海底原状态存在较大差异,因此有必要进行声速校正.基于研究海底浅表层沉积物采样样品的原状态与实验室环境的差异,提出运用Hamilton声速校正模型对实验室测量沉积物声速数据进行校正,实现表层沉积物标准测量环境(23℃,1个大气压)下的声速校正到海底原状态;设计了温度变化实验测试南海海底沉积物的声速比变化,验证了Hamilton模型的可行性并将其推广到室温状态下各个温度的校正;分析了Hamilton声速校正模型应用于海底浅表层沉积物声速校正的可行性. 相似文献
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目前正在使用的原位测定法,主要是脉冲加热法和连续加热线源法。脉冲加热法的探针已被广泛应用于海洋地热研究中。但这种探针的直径较大,其放热时间常数也较大,从而要用较长的测量时间,连续加热线源法的探针直径较小,其热时间常数也小,精度较高。原位测定法的发展方向将是进一步提高测量精度,缩短探针在海底的停留时间。实时数据处理技术正在研制之中。 相似文献
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双探针型海底热流计数据解算模型选取 总被引：2，自引：0，他引：2
选取适合于双探针型海底热流计数据解算的简化模型，是双探针型海底热流计结构优化的理论基础，对提高海底热流数据解算精度具有重要意义。本文基于脉冲式双探针海底工作的有限元数值模型，对双探针的脉冲加热时间、体生热率、热物性、长度及半径等因素在双探针脉冲法的3个线热源简化模型中所引起的模型误差作了详细的分析和讨论，并以模型误差最小为原则选取简化模型。结果表明：1）脉冲加热有限长线热源（PFLS: pulsed finite line source）模型是双探针脉冲法中较为实用的简化模型，它可消除加热时间和探针长度对介质热物性参数求解的影响；2）在PFLS模型下，探针热导率对待测介质热物性测量的影响可以忽略;而探针间距越大、半径越小及其体积比热容与待测介质越接近，则所求介质热物性的模型误差就越小;在保证温度传感器能有效记录到温度变化的前提下，探针脉冲功率的大小基本不影响介质热物性求解的模型误差。 相似文献
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本刊 《海洋地质与第四纪地质》2014,(3)
<正>2014年4月22日,我国自主研制的首台4 500米级深海遥控无人潜水器作业系统"海马号"在南海完成海上试验,并通过海上验收。2014年2月20日至4月22日,"海马号"分三个航段进行了海试。期间,"海马号"共完成17次下潜,3次到达南海中央海盆底部进行作业试验,最大下潜深度4 502米;完成水下布缆、沉积物取样、热流探针试验、海底地震仪海底布放等任务,成功实现与水下升降装置联合作业,通过了 相似文献
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本文归纳三十年来海底地热源测定的概况。测定温度梯度有许多不同的仪器装置,归根结蒂只有两种基本方法:Bullard探针和Ewing方法。温度梯度测定着重介绍数字测量技术。沉积物热导率的测定介绍了四种较有代表性的方法:稳定态法、含水量法、瞬态探针法和脉冲探针法。两种探针法可在海底原位测定热导率,用脉冲探针法在海底原位测定热导率的精度达5％。 相似文献