“海底两万里” 深潜仪器带你探秘

　　【仪表网 仪表深度】导读：我国自主研发的全海深载人潜水器“奋斗者”号，近日已在马里亚纳海沟正式投入常规科考应用。“奋斗者”号由“探索一号”科考船搭载，今年8月11日从海南三亚出发，参与执行TS21航次深海科考任务，目前已在返航途中。
 

　　据中国科学院深海科学与工程研究所专家介绍，在马里亚纳海沟“挑战者深渊”下潜作业期间，“奋斗者”号开展了利用测深侧扫设备进行目标搜寻及地形探测、采集深渊海底沉积物、岩石和生物样本、搭载沉积物保压取样装置海试等作业任务。
 

　　该潜水器重约36吨，额定载员3人，设置3个观察舱和两个机械臂，装配7台摄像机和7部声呐设备，还配备柱状沉积物取样器、宏生物吸取装置、保温生物箱、液压钻切一体机等作业工具，可在万米海底连续作业时间不低于6小时。
 

　　潜水仪器知多少
 

　　1.声呐
 

　　声呐相当于潜水器的耳目，如果没有声呐，潜水器在水下就是寸步难行。声呐全称为：声音导航与测距，是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛、重要的一种装置。此外，海水深度计也是潜水器不可少的仪表之一，它利用声波、压力等能提供水体厚度信息的原理制成，可连续测量并记录海水深度。除此之外还有许多的仪器为载人潜水器保驾护航，例如主动力装置系统、应急动力系统、电力系统、指挥系统、通讯系统、操纵系统、艇内环境控制系统等。
 

　　2.机械臂
 

　　这次下潜深度非常深，机械手臂既要承受地球上绝大多数生物无法承受的巨大水压，还要在水中精准采样，它的奥秘是什么？全海深液压机械手，从陆地到11000米海底，都能自如工作。它可以承受110兆帕的压力，这相当于一个一元硬币顶起一头大象。
 

　　水下液压阀箱是一个起中枢作用的关键部件，在万米海深处，潜航员就像操作游戏手柄一样发出指令，传导到这个水下液压阀箱，它再控制油量大小灵巧调整手臂上七个关节的运动方向和速度。测试结果显示，这只机械手臂的关节摆动幅度最大超过180度，最大提升高度3.2米，臂展可达1.9米，伸展状态下可提取65公斤重物，收回状态下，可以提取300公斤以上重物。
 

　　3.水下机器人
 

　　随着机械智能化技术的逐渐进步，机器人发展成为了人类工作过程中的得力助手，水下机器人因此受到广泛关注。水下机器人是一种工作于水下极限工作的机器人，由于水下环境恶劣、复杂，人类在进行水下作业时需要面临较大的危险性，且人类潜水深度也较为有限，在这样的情况下，水下机器人成为了辅助水下作业的重要工具。
 

　　由于水下工作的危险性、水底环境的不确定性、水域工作的长时间性导致水下工作面临很大困难，所以水下机器人的应用对相关工作人员来说减轻了工作压力，避免了安全隐患。而水下机器人工作时配备了摄像机、照明灯和机器臂等装置，能够提供实时信息，确保工作人员信息准确。相对而言，由于水下工作环境复杂，水声干扰较大，所以水下机器人的传感器普遍存在着误差现象，此误差是我们现在所面临的难关。
 

　　目前，我国水下机器人的研发已取得较大进步，随着应用范围的扩大，水下机器人在总体控制、智能传感器、综合定位及导航系统等方面的研发空间巨大，在海洋及军事领域还存在着更广阔的发展前景。
 

　　结语
 

　　小编了解到，“奋斗者”号的在材料、结构、工艺、配套等领域均已实现技术突破，更可以为其他领域的发展提供技术支持。比如，水声通信技术、水下定位技术、导航技术等都可以在海洋油气、矿藏等资源探索开发领域进行延展，这为我国进行大规模深海探索和研究提供了手段和工具。