海床基是以布放在海底的坐底式平臺為依托，集成多種海洋環(huán)境觀(guān)測設備或傳感器，獲取多類(lèi)海洋環(huán)境要素的觀(guān)測系統，是布放在海底對海洋環(huán)境進(jìn)行定點(diǎn)、長(cháng)期、連續測量的綜合監測裝置，實(shí)物如圖所示。與傳統監測方式相比，海床基的布放通常依托于坐底式平臺，這種平臺可以穩定地放置在海底，并能夠承受海洋環(huán)境的影響和侵蝕，具有原位、長(cháng)期連續、不受海況和天氣影響、數據質(zhì)量高、可多要素同步監測的技術(shù)優(yōu)勢。

　　海床基的觀(guān)測設備或傳感器通常包括聲學(xué)多普勒流速剖面儀、溫鹽深剖面儀、水下攝像頭、水聽(tīng)器等，可以實(shí)現對海洋環(huán)境的全方位觀(guān)測，實(shí)時(shí)收集海洋環(huán)境數據，包括水溫、鹽度、流速、水質(zhì)等參數，從不同角度揭示海洋環(huán)境的真實(shí)狀況，同時(shí)，海床基還可以配備化學(xué)分析儀器等設備，對海水中的化學(xué)成分進(jìn)行分析和監測。水下監測傳感器對海洋底層水體進(jìn)行連續監測，水聲通信機在獲取海底傳感器監測數據后，通過(guò)聲學(xué)換能器將聲信號發(fā)射到海面接收設備，通過(guò)轉碼后，最終將數據通過(guò)衛星或其他方式傳輸到數據應用平臺。

　　海床基平臺可搭載如下傳感器：

　?、傥锢砗Ｑ笥^(guān)測傳感器：水溫、鹽度、深度、濁度、海流、波浪等。

　?、谖锾接^(guān)測儀器傳感器：海底重力儀、磁力儀、地震儀、海嘯傳感器等。

　?、凵锘瘜W(xué)海洋觀(guān)測傳感器：葉綠素、pH值、CO?、甲烷、營(yíng)養鹽等。

　?、芷渌麄鞲衅鳎阂曨l監控系統等。

　　目前海床基多搭載物理海洋觀(guān)測傳感器，主要由于物理海洋傳感器技術(shù)相對成熟、觀(guān)測數據較穩定。由于搭載傳感器、采集器種類(lèi)和數量的不同，平臺的尺寸、形狀和重量也不盡相同。通常搭載少量傳感器的海床基多用于淺海，結構設計簡(jiǎn)單、尺寸較小、重量較輕。而搭載十幾種甚至上百種傳感器的海床基，結構設計復雜、尺寸較大、重量較重。

　　海床基監測系統組成包括聲學(xué)應答釋放器水上機、聲通信機接收機、出水報警裝置、水下集成安裝平臺、測量?jì)x器、系統設備等。

　　海床基平臺集聲光機電于一體，可放置在近岸數百米水下，工作時(shí)間較長(cháng)。為使該平臺不受某一部分的故障而影響整體的工作性能、便于檢測和維護，其設計的特點(diǎn)是貫徹模塊化設計思想，各單機均為自容式/受控式兼容的儀器設備，可以單獨工作也可以集成方式工作。數據的采集以各單機按預置采樣程序獨立工作和控制工作相結合，便于采集儲存需要的信息數據。

　?、彼陆M合式測量平臺集成技術(shù)

　　海床基平臺作為多參數海洋測量設備和傳感器的載體，將海洋環(huán)境自動(dòng)監測系統布放海底，任務(wù)完成后回收平臺。為了使測量平臺適用于單一參數和多參數測量的需要，水下組合式測量平臺集成技術(shù)是其關(guān)鍵技術(shù)，要求具有多樣化和靈活性。按照模塊化和系列化的原則進(jìn)行設計的水下組合式測量平臺使用戶(hù)可以根據需要組合成滿(mǎn)意的平臺。針對海底不同的地質(zhì)和海床基通常工作于海底流速較大的河口等特殊環(huán)境，平臺設計抗傾斜、抗顛覆和防下沉技術(shù)是系統水下長(cháng)期可靠工作的關(guān)鍵技術(shù)。測量平臺設計為輕便型組合式，可以根據搭載體的大小、多少進(jìn)行隨意組合。如為了在大流速下系統不傾斜和顛覆，平臺儀器艙和系統配重支撐架設計為敞開(kāi)式的，對海流的阻擋進(jìn)行了化解;此外，在平臺配重支撐架和儀器艙之間需設有海流通道。

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　　海床基平臺是由敞開(kāi)式大型儀器艙、聲學(xué)應答釋放器、坐底式配重支撐架、各種儀器和傳感器組成。安全保障可靠工作是系統的關(guān)鍵，海床基平臺是否能安全投放、可靠工作與順利回收關(guān)系到海床基平臺工作的成敗，因此，安全工作與回收技術(shù)是海床平臺的關(guān)鍵技術(shù)之一。其中聲學(xué)應答釋放器技術(shù)是系統安全可靠回收的保證，它必須有極高的可靠性。耐風(fēng)暴海洋過(guò)程和抗淺海工作環(huán)境干擾是釋放器的關(guān)鍵，高抗干擾性聲學(xué)釋放器電路是釋放器的有效保證，擴大了海床基系統的應用范圍。

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　　海床基布放時(shí)通過(guò)脫鉤裝置與布放船只的吊桿連接并吊放至水面以下，然后脫鉤使其自由下落海底。這種布放方式簡(jiǎn)化了海上布放的作業(yè)程序，降低了對作業(yè)船只和配套設備的要求，有助于提高系統布放的可操作性。系統在布放下落過(guò)程中受到重力、浮力以及水阻力的作用。通過(guò)仿真計算和試驗測試可知，在系統自由下落過(guò)程中，下落速度在很短的時(shí)間內(t<2s)收斂于一個(gè)穩定值，約為0.6m/s。在系統下落過(guò)程中受到側向海流的干擾而發(fā)生姿態(tài)傾斜時(shí)，系統的重浮力會(huì )產(chǎn)生一個(gè)將其扶正的回復力矩，保障其姿態(tài)不會(huì )失控。根據系統的結構物理特性和水阻力特性分析，在側向海流速度為0.5m/s時(shí)，系統結構傾斜角度可控制在15°以?xún)?，完全可以安全坐底?/p>

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　　系統回收時(shí)，在水面船只上通過(guò)聲學(xué)應答釋放器水上機發(fā)出水聲遙控釋放指令，聲學(xué)應答釋放器水下機收到指令后控制釋放機構執行脫鉤動(dòng)作，使儀器艙在浮體帶動(dòng)下上浮水面。系統內預存高強度繩索，其兩端分別連接到儀器艙和配重基座。當儀器艙浮出水面時(shí)，配重支撐架作為一個(gè)重錨將上浮部分錨定，使其不會(huì )隨海流飄走而丟失。在將儀器艙回收后，可通過(guò)連接繩索將配重支撐架一并回收。在意外情況下，若聲學(xué)釋放器不能正常工作而使得水下系統無(wú)法收到水面釋放指令，可依靠定時(shí)釋放器在設定的最后時(shí)刻控制釋放機構脫開(kāi)，使系統上浮并回收。采用兩種控制手段對釋放執行機構進(jìn)行并聯(lián)控制，有效地提高了系統回收的可靠性。

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