孙静静 张磊 甄胜来 曹志刚 张国生 俞本立

(安徽大学物理与材料科学学院,信息材料与智能感知安徽省实验室,光电信息获取与控制教育部重点实验室,合肥 230601)

研发了一套适合深海原位测量的4000 m 级激光多普勒热液流速测量样机,该系统采用一体化整体集成式设计,系统由光源模块、光学模块和多普勒信号处理模块三部分组成,封装于L 500 mm × Φ 205 mm 的耐压舱中形成一体化光学测量探头.提出了强本振型双光束激光多普勒测速光路,原理样机在实验室对模拟速度进行测量,测量范围0.01—10 m/s,流速测量分辨率为0.001 m/s,实验结果初步证明激光多普勒测速系统的可行性.之后系统在青岛深海基地进行了耐压试验,系统在40 MPa 高压下,获取信号正常.在中国水利水电科学研究院进行了速度对比测量,在0.01—0.2 m/s 的低速段,与声学多普勒流速仪进行对比,最大测量相对误差为—9.43%.在0.8—9.6 m/s 的高速段,与喷咀标准流速系统进行对比,最大相对测量误差为—1.65%.样机系统在海南陵水进行了浅海试验,测试了样机系统随吊车下放到50 m 水深的下降速度和在水深2 m 处随船的拖拽速度,试验证明,样机系统在浅海环境中工作正常,获取速度信号正常.

1 引言

20 世纪80 年代相继在海底发现热液、冷泉渗漏以来,随着研究的深入,人们逐渐认识到海底冷泉及热液系统连通了大洋岩石圈、海洋水圈以及底栖生物圈,是深海物质与能量的运输通道.目前,世界各国围绕海底矿产资源勘探和开发的竞争愈发……