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“海底兩萬里” 深潛儀器帶你探秘

儀表深度 2021年10月08日 15:51:14來源:儀表網(wǎng) 48904
摘要我國自主研發(fā)的全海深載人潛水器“奮斗者”號,近日已在馬里亞納海溝正式投入常規(guī)科考應用。

  【儀表網(wǎng) 儀表深度】導讀:我國自主研發(fā)的全海深載人潛水器“奮斗者”號,近日已在馬里亞納海溝正式投入常規(guī)科考應用。“奮斗者”號由“探索一號”科考船搭載,今年8月11日從海南三亞出發(fā),參與執(zhí)行TS21航次深海科考任務,目前已在返航途中。
 
  據(jù)中國科學院深海科學與工程研究所專家介紹,在馬里亞納海溝“挑戰(zhàn)者深淵”下潛作業(yè)期間,“奮斗者”號開展了利用測深側掃設備進行目標搜尋及地形探測、采集深淵海底沉積物、巖石和生物樣本、搭載沉積物保壓取樣裝置海試等作業(yè)任務。
 
  該潛水器重約36噸,額定載員3人,設置3個觀察艙和兩個機械臂,裝配7臺攝像機和7部聲吶設備,還配備柱狀沉積物取樣器、宏生物吸取裝置、保溫生物箱、液壓鉆切一體機等作業(yè)工具,可在萬米海底連續(xù)作業(yè)時間不低于6小時。
 
  潛水儀器知多少
 
  1.聲吶
 
  聲吶相當于潛水器的耳目,如果沒有聲吶,潛水器在水下就是寸步難行。聲吶全稱為:聲音導航與測距,是一種利用聲波在水下的傳播特性,通過電聲轉(zhuǎn)換和信息處理,完成水下探測和通訊任務的電子設備。它有主動式和被動式兩種類型,屬于聲學定位的范疇。聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備,是水聲學中應用廣泛、重要的一種裝置。此外,海水深度計也是潛水器不可少的儀表之一,它利用聲波、壓力等能提供水體厚度信息的原理制成,可連續(xù)測量并記錄海水深度。除此之外還有許多的儀器為載人潛水器保駕護航,例如主動力裝置系統(tǒng)、應急動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、艇內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)等。
 
  2.機械臂
 
  這次下潛深度非常深,機械手臂既要承受地球上絕大多數(shù)生物無法承受的巨大水壓,還要在水中精準采樣,它的奧秘是什么?全海深液壓機械手,從陸地到11000米海底,都能自如工作。它可以承受110兆帕的壓力,這相當于一個一元硬幣頂起一頭大象。
 
  水下液壓閥箱是一個起中樞作用的關鍵部件,在萬米海深處,潛航員就像操作游戲手柄一樣發(fā)出指令,傳導到這個水下液壓閥箱,它再控制油量大小靈巧調(diào)整手臂上七個關節(jié)的運動方向和速度。測試結果顯示,這只機械手臂的關節(jié)擺動幅度最大超過180度,最大提升高度3.2米,臂展可達1.9米,伸展狀態(tài)下可提取65公斤重物,收回狀態(tài)下,可以提取300公斤以上重物。
 
  3.水下機器人
 
  隨著機械智能化技術的逐漸進步,機器人發(fā)展成為了人類工作過程中的得力助手,水下機器人因此受到廣泛關注。水下機器人是一種工作于水下極限工作的機器人,由于水下環(huán)境惡劣、復雜,人類在進行水下作業(yè)時需要面臨較大的危險性,且人類潛水深度也較為有限,在這樣的情況下,水下機器人成為了輔助水下作業(yè)的重要工具。
 
  由于水下工作的危險性、水底環(huán)境的不確定性、水域工作的長時間性導致水下工作面臨很大困難,所以水下機器人的應用對相關工作人員來說減輕了工作壓力,避免了安全隱患。而水下機器人工作時配備了攝像機、照明燈和機器臂等裝置,能夠提供實時信息,確保工作人員信息準確。相對而言,由于水下工作環(huán)境復雜,水聲干擾較大,所以水下機器人的傳感器普遍存在著誤差現(xiàn)象,此誤差是我們現(xiàn)在所面臨的難關。
 
  目前,我國水下機器人的研發(fā)已取得較大進步,隨著應用范圍的擴大,水下機器人在總體控制、智能傳感器、綜合定位及導航系統(tǒng)等方面的研發(fā)空間巨大,在海洋及軍事領域還存在著更廣闊的發(fā)展前景。
 
  結語
 
  小編了解到,“奮斗者”號的在材料、結構、工藝、配套等領域均已實現(xiàn)技術突破,更可以為其他領域的發(fā)展提供技術支持。比如,水聲通信技術、水下定位技術、導航技術等都可以在海洋油氣、礦藏等資源探索開發(fā)領域進行延展,這為我國進行大規(guī)模深海探索和研究提供了手段和工具。

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