“海底兩萬里” 深潛儀器帶你探秘

　　【儀表網 儀表深度】導讀：我國自主研發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，參與執行TS21航次深海科考任務，目前已在返航途中。
 

　　據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“挑戰者深淵”下潛作業期間，“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工具，可在萬米海底連續作業時間不低于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、應急動力系統、電力系統、指揮系統、通訊系統、操縱系統、艇內環境控制系統等。
 

　　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整手臂上七個關節的運動方向和速度。測試結果顯示，這只機械手臂的關節擺動幅度最大超過180度，最大提升高度3.2米，臂展可達1.9米，伸展狀態下可提取65公斤重物，收回狀態下，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，由于水下環境惡劣、復雜，人類在進行水下作業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的重要工具。
 

　　由于水下工作的危險性、水底環境的不確定性、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象，此誤差是我們現在所面臨的難關。
 

　　目前，我國水下機器人的研發已取得較大進步，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等方面的研發空間巨大，在海洋及軍事領域還存在著更廣闊的發展前景。
 

　　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技術突破，更可以為其他領域的發展提供技術支持。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領域進行延展，這為我國進行大規模深海探索和研究提供了手段和工具。