Patent DE-212019000025-U1 (DE)
Title: In-situ-Langzeitbeobachtungsvorrichtung für eine ingenieurgeologische Umgebung eines Tiefseebodens
Inventor: JIA YONGGANG
IPC: G01V3/38
Filed: 2019-05-22
Abstract: In-situ-Langzeitbeobachtungsvorrichtung für eine ingenieurgeologische Umgebung eines Tiefseebodens, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine rahmenartig ausgebildete Trägerplattform (10) für Instrumente umfasst, wobei eine akustische Sonde (1) für Sedimentablagerung, eine Porenwasserdrucksonde (2) für Sedimentablagerung und eine Sonde (3) für dreidimensionale Resistivität auf der Trägerplattform (10) für Instrumente vorgesehen sind, wobei die In-situ-Langzeitbeobachtungsvorrichtung noch ein hydraulisches System (6) zur Eindringung einer Sonde aufweist, mit dem System die oben erwähnten Sonden in eine Sedimentablagerung des Meeresbodens eingedrungen werden können, wobei die In-situ-Langzeitbeobachtungsvorrichtung ferner mit einem Beobachtungsinstrument (4) für Gewässer, einem Stromversorgungssystem (5) für Langzeitbeobachtung, einem Hauptsteuer- und Datenspeicherung-und-übertragungssystem (7), einem akustischen Auslöser (8) und einer hydroakustischen Kommunikationsmaschine (9) ausgestattet ist;
 wobei die akustische Sonde (1) für Sedimentablagerung aus einer Sendersonde (11) für Schallsignale und einer Empfangssonde (12) für Schallsignale besteht, wobei in der Sendersonde (11) für Schallsignale ein orientiert aussendender Transducer (13) montiert ist, und in unterschiedlichen Tiefen in der Empfangssonde (12) für Schallsignale jeweils ein Empfangstransducer (14) eingebaut ist, wobei die Sendersonde (11) für Schallsignale und die Empfangssonde (12) für Schallsignale jeweils an einem Ende über eine akustische Übertragungsleitung (15) für akustische Signale mit dem Hauptsteuer- und Datenspeicherung-und-übertragungssystem (7) verbunden ist;
 wobei beim orientiert aussendenden Transducer (13) eine Parallelschaltung mehrerer ringförmigen piezoelektrischen Keramikröhren verwendet ist, um die Emissionsspannungsantwort des orientiert aussendenden Transducers (13) zu verbessern, wobei bei dem Empfangstransducer (14) eine Reihenschaltung mehrerer ringförmigen piezoelektrischen Keramikröhren verwendet ist, um die Empfangsempfindlichkeit des Empfangstransducers (14) zu verbessern; 
 wobei die Sonde (3) für dreidimensionale Resistivität aus einer vertikalen Resistivitätssonde (20) und vier kreuzweise liegenden horizontalen Resistivitätssonde (21) besteht;
 wobei sowohl auf der vertikalen Resistivitätssonde (20) als auch auf den horizontalen Resistivitätssonden (21) jeweils Ringelektroden voneinander beabstandet vorhanden sind, wobei das Material jedes Sondenkörpers für die Resistivitätssonden Tripolypropylen ist, und die Elektroden aus Graphit bestehen und in den Stabsondenkörper eingebettet sind;
 wobei bei einem Porenwasserdrucksensor (17) der Porenwasserdruckstabsonde (2) für Sedimentablagerung ein Faser-Gitter-Differenzdrucksensor verwendet ist, wobei der Faser-Gitter-Differenzdrucksensor die Dehnungsänderung des Gitters in eine Wellenlängenänderung umwandeln kann, und die Beziehung zwischen der zentralen Wellenlängenänderung des Faser-Gitters und dem Porenwasserdruck kalibriert ist, und die beobachteten Daten in den Porenwasserdruck für Sedimentablagerung invertiert werden, wobei der Stabkörper der Porenwasserdruckstabsonde (2) für Sedimentablagerung aus einem Edelstahlrohr (16) besteht und der Edelstahlrohr (16) bodenseitig mit einem Kegelkopf (17) zur Eindringung versehen ist und endenseitig über eine Signalübertragungsleitung (19) für Porenwasserdruck mit dem Hauptsteuer- und Datenspeicherung-und-übertragungssystem (7) verbunden ist; und
 wobei in das Beobachtungsinstrument (4) für Gewässer Beobachtungseinheiten für Schwebstoffkonzentration, Methankonzentration, Gelöstsauerstoffkonzentration, Kohlendioxidkonzentration, Temperatur, Salzgehalt und Meeresströmung integriert sind.