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声呐探测管线设备概述

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:声呐海底电缆探测可以使用的设备目前主要分为管线仪和浅地层剖面仪,两者工作原理类似,两者的区别主要是管线仪相对发射频率更高,另外两者的换能器形状也不太一样,管线仪换能器一般为方口,相对浅地层剖面仪的圆口换能器更容易在图谱形成反射曲线。图7-13 埋藏海底电缆剖面声呐图像管线仪包括发射机、接收机和换能器。换能器的吃水深度要超过或者持平于船的吃水深度,以避免船底产生信号干扰。

声呐探测管线设备概述

声呐海底电缆探测可以使用的设备目前主要分为管线仪和浅地层剖面仪,两者工作原理类似,两者的区别主要是管线仪相对发射频率更高,另外两者的换能器形状也不太一样,管线仪换能器一般为方口,相对浅地层剖面仪的圆口换能器更容易在图谱形成反射曲线。

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图7-13 埋藏海底电缆剖面声呐图像

管线仪包括发射机、接收机和换能器。发射机通过控制输出功率、频率和输出脉冲循环周期。激活14kHz换能器,采集数据并精确确定管线埋设位置和埋深。接收机通过模拟方法调节海底回波。为减小定位精度误差,通常采用船舷悬挂式安装,并将GPS天线安装于换能器正上方。换能器的吃水深度要超过或者持平于船的吃水深度,以避免船底产生信号干扰。目前常用的管线仪为英国Ashtead Technology公司生产的GeoAcoustics GeoPulse(见图7-14)。

浅地层剖面仪由甲板控制单元、拖缆以及水下拖鱼(或者固定安装式换能器)组成。它通过发射低频声波(2~20kHz)对海底进行一定深度的穿透,准确反映海底不同深度海底沉积物的结构构造特征。高能发射的低频声波穿入海底,部分能量由浅部地层各声学反射介面反射回来被换能器所接收,反射信号转化成图像后依次以时间函数的形式记录下来,构成一幅连续地层剖面。浅地层剖面仪的穿透深度小于50m,分辨率大于1cm。目前浅地层剖面仪的种类较多,用于海底电缆探测的浅地层剖面仪通常需要接近14kHz的可选发射频率,常用的浅地层剖面仪为美国Benthos公司生产的ChirpIII系统(见图7-15)以及美国EDGETECH公司生产的2000DSS浅剖侧扫二合一系统(见图7-16)等,其中ChirpIII系统能够以双频(2~7kHz和10~20kHz)同时工作,2000DSS工作频率范围为2~16kHz,工作频率均涵盖了探测海底电缆所需的发射频率。

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图7-14 GeoAcoustics GeoPulse管线仪

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图7-15 Benthos ChirpIII系统

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图7-16 EDGETECH 2000 DSS浅剖侧扫二合一系统

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