鑒于國內(nèi)外海洋地震臺(tái)網(wǎng)的缺乏,本文介紹了一種面向全球海域應(yīng)用的漂浮式海底地震接收系統(tǒng)(mobile earthquake recording in marine areas by independent divers, MERMAID)。針對(duì)潛浮式地震儀MERMAID浮標(biāo)的研發(fā)過程,建立了浮標(biāo)的總體設(shè)計(jì)要求與典型工作循環(huán)流程,設(shè)計(jì)了液壓式浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等,并對(duì)比分析了不同轉(zhuǎn)速及負(fù)浮力下潛過程,最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室壓力檢測和千島湖湖試。試驗(yàn)結(jié)果表明,該浮標(biāo)能在15MPa壓力下保持良好的密封性與穩(wěn)定性,利用水聽器可以有效地采集到天然地震縱波(P波),同時(shí)計(jì)算各模塊單個(gè)周期的能耗,以驗(yàn)證設(shè)計(jì)指標(biāo)。

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【部分圖文】：

圖1MERMAID浮標(biāo)外形結(jié)構(gòu)

深海1500m左右的溫度、鹽度和密度幾乎處于均勻狀態(tài),是觀測天然地震P波的理想層面。球形MERMAID浮標(biāo)(圖1)是長時(shí)間懸停在某一深度范圍的海洋剖面裝置,采用水聽器“監(jiān)聽”信號(hào),能夠?qū)崿F(xiàn)0～1200m深度范圍內(nèi)的懸停、周期性自主升沉,在水面進(jìn)行GPS定位及衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)?其橫向....

圖2浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理

根據(jù)設(shè)計(jì)要求,浮標(biāo)在1200m深度的壓強(qiáng)為12MPa,取安全系數(shù)s=1.3,浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)最大運(yùn)行壓力取15MPa。現(xiàn)有的滾珠絲杠結(jié)構(gòu)是利用減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓缸內(nèi)滾珠絲桿螺旋轉(zhuǎn)動(dòng),來調(diào)節(jié)油囊的體積(丁巍偉等,2019),存在浮力調(diào)節(jié)量小,重心不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)油泵式浮力調(diào)節(jié)原理如....

圖3浮標(biāo)典型循環(huán)過程

2)下潛過程:關(guān)閉水聽器,開啟回油泵,在低壓條件下迅速回油,浮標(biāo)為變加速運(yùn)動(dòng);回油結(jié)束后,在負(fù)浮力狀態(tài)近似勻速下潛,由液壓管路中的壓力傳感器采集系統(tǒng)外部壓強(qiáng),反饋當(dāng)前深度信號(hào);到達(dá)預(yù)定深度后,開啟排油泵往外油囊微量多次排油,調(diào)節(jié)重力等于浮力時(shí),當(dāng)判斷壓力傳感器數(shù)值基本不變時(shí)設(shè)定浮....

圖4MERMAID浮標(biāo)結(jié)構(gòu)布局

3)控制艙:固定主控制板、銥星、無線電等元器件,與液壓艙、電池艙之間采用標(biāo)準(zhǔn)化接口連接。天線固定在浮球外部最上端,能夠保證通訊質(zhì)量。甚低頻、低功耗、高靈敏度水聽器作為系統(tǒng)信號(hào)采集裝置固定在浮球保護(hù)殼,另一端通過水密連接件與內(nèi)部控制板連接。同時(shí)預(yù)留其他傳感器接口。2.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)....

本文編號(hào)：3979930