专利名称：深海沉积物地热探针的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及海底沉积物探测装置，特别是涉及深海沉积物热流温度梯度与热
导率的原位测量装置。
背景技术：
海底沉积物地热探针采用物理的方法，将沉积物不同深度的温度差值与沉积物热 传导快慢程度监测记录下来，通过软件运算得出热流值。该技术为地球物理勘探的新方法， 是海底沉积物热流调查的专用设备。 图1显示现有技术的海底沉积物地热探针结构示意图。如图1所示，海底沉积物 地热探针包括仪器仓1、探针2、探针支架3。 仪器仓1设置在探针2和探针支架3的顶端，探针2为不锈钢的钢管，探针支架3 作为保护探针2的固定杆由固定卡4与探针2并行固定在一起。探针2的钢管内侧沿轴向 设置多个温度敏感元件5，温度敏感元件5分别连接仪器仓1内的数据记录装置。探针2的 内部设置加热金属丝，加热金属丝连接仪器仓1内的控制器和电源。 上述海底沉积物地热探针进行地热测量时，将其插入预定区域海底沉积物中，控 制开关启动后，仪器仓1内的数据记录装置通过温度敏感元件5采集和记录不同深度处的 海底沉积物的温度值。然后，启动加热电源，记录沉积物温度衰竭的过程，达到测量海底热 流值的目的。 但是，上述现有技术的海底沉积物地热探针，其探针2采用的是一整根不锈钢管， 钢管本身的热传导系数要远远大于沉积层的热传导系数，因此，钢管较快的温度传导对温 度敏感元件5感应的不同沉积层温度产生干扰，致使测量误差增大。
发明内容 针对现有技术的由整根不锈钢管构成的海底沉积物地热探针，存在因钢管传热快 于沉积层而使测量误差增大的问题，本实用新型采用隔热连接件将探针分段隔热连接，消 除钢管传热快而使测量误差增大的问题。 本实用新型涉及的深海沉积物地热探针包括控制仪器仓、探针钢管、探针钢管支 架。 探针钢管由分段不锈钢管构成，分段不锈钢管由隔热连接件连接。探针钢管由固 定卡并行固定在探针钢管支架上，使长柱状的探针钢管得到保护。控制仪器仓设置在探针 钢管和探针钢管支架的顶端，控制仪器仓内设置数据记录装置以及控制器和电源。 每段探针钢管设置微型测温传感器，微型测温传感器与控制仪器仓内的数据记录 装置连接。微型测温传感器由温度敏感元件和A/D转换电路及存储电路构成。微型测温传 感器的温度敏感元件置于探针钢管内侧，微型测温传感器通过RS-485通讯数据线与控制 仪器仓内的数据记录装置连接。 每段探针钢管内部设置加热金属丝，加热金属丝串联后连接控制仪器仓内的控制
3器和电源。 分段的探针钢管由隔热连接件连接。隔热连接件为圆柱体结构，两端分别插入相 接的两段探针钢管的管口内，插入探针钢管内的隔热连接件与探针钢管内径由O形圈密 封。隔热连接件的中心设置轴向孔，微型测温传感器与控制仪器仓内数据记录装置的连接 线从轴向孔内穿过。 本实用新型涉及的深海沉积物地热探针进行地热测量时，将其插入预定区域海底 沉积物中，控制开关启动后，每段地热探针钢管上的温度敏感元件分别感应不同深度处海 底沉积物温度信号，感应的电信号经A/D转换电路成为数字信号传递给控制仪器仓内的数 据记录装置记录和存储。然后，启动加热电源，给海底沉积物增温，再由测温传感器测量温 度衰竭的过程，并将测量信号传递给控制仪器仓内的数据记录装置。 深海沉积物地热探针测量结束后，将其从海底沉积物中取出并移到船上，再将控 制仪器仓内的数据记录装置通过RS-232接口传送给计算机进行处理，从而获到海底沉积 物地热梯度(dT/dz)及热导率(P/4JiT(t)t)。 本实用新型涉及的深海沉积物地热探针采用隔热连接件将探针钢管分段隔热连 接，避免钢管的传热引起不同层沉积物地热相互干扰，提高深海沉积物地热测量中地热梯 度及热导率准确度。
图1为现有技术的海底沉积物地热探针结构示意图。[0017]图2为本实用新型的深海沉积物地热探针结构示意图。[0018]图3为图2所示的深海沉积物地热探针的隔热连接件结构示意图。[0019]图4为隔热连接件将两段探针钢管连接一起的状态示意图。图中标记说明1、仪器仓2、探针3、探针支架4、固定卡5、温度敏感元件6、控制仪器仓7、探针钢管支架8、探针钢管9、固定卡10、隔热连接件11、微型测温传感器12、连接件端部13、连接件凸起部14、0形圈
具体实施方式现结合附图对本实用新型作进一步说明。 图2显示本实用新型的深海沉积物地热探针的结构，图3显示深海沉积物地热探 针的隔热连接件的结构，图4显示隔热连接件将两段探针钢管连接一起的状态。 如图所示，本实用新型涉及的深海沉积物地热探针包括控制仪器仓6、探针钢管 8、探针钢管支架7。探针钢管8由隔热连接件10连接的分段不锈钢管构成，并由固定卡9 并行固定在探针钢管支架7上。控制仪器仓6设置在探针钢管8和探针钢管支架7的顶端， 控制仪器仓6内设置数据记录装置以及控制器和电源。[0031 ] 每段探针钢管8设置微型测温传感器11 ，微型测温传感器11的温度敏感元件置于 探针钢管8的内侧，微型测温传感器通过RS-485通讯数据线与控制仪器仓内的数据记录装 置连接。 每段探针钢管内部设置加热金属丝，加热金属丝串联后连接控制仪器仓内的控制 器和电源。 将分段的探针钢管8连接起来的隔热连接件10为圆柱体结构，包括两端的连接件 端部12和中间的连接件凸起部13，连接件端部12的外径小于探针钢管8内径，连接件凸起 部13的外径与探针钢管8的外径相等。连接件端部12的外周面上有环形凹槽，环形凹槽 内有0形圈14。隔热连接件10两端的连接件端部12分别插入相接的两段探针钢管8的管 口内，并通过0形圈14与探针钢管8的内周面密封。隔热连接件的中心设置轴向孔，微型 测温传感器的数据通讯线与加热丝的电源线同控制仪器仓6内的数据记录装置的连接线 从轴向孔内穿过。
权利要求一种深海沉积物地热探针，包括控制仪器仓(6)、探针钢管(8)、探针钢管支架(7)，探针钢管(8)由固定卡(9)并行固定在探针钢管支架(7)上，控制仪器仓(6)设置在探针钢管(8)和探针钢管支架(7)的顶端，控制仪器仓(6)内设置数据记录装置以及控制器和电源，其特征在于，所述探针钢管(6)由分段不锈钢管构成，分段不锈钢管由隔热连接件(10)连接；每段探针钢管(8)设置微型测温传感器(11)，微型测温传感器(11)与控制仪器仓(6)内的数据记录装置连接。
2. 根据权利要求1所述的深海沉积物地热探针，其特征在于，所述的微型测温传感器(11) 由温度敏感元件和A/D转换电路及存储电路构成，微型测温传感器的温度敏感元件置于探针钢管(8)内侧，微型测温传感器通过RS-485通讯数据线与控制仪器仓(6)内的数据记录装置连接。
3. 根据权利要求l所述的深海沉积物地热探针，其特征在于，所述的隔热连接件(10)为圆柱体结构，两端分别插入相接的两段探针钢管(8)的管口内，插入探针钢管内的隔热连接件与探针钢管内径由0形圈密封。
4. 根据权利要求3所述的深海沉积物地热探针，其特征在于，所述的隔热连接件(10)包括两端的连接件端部(12)和中间的连接件凸起部(13)，连接件端部(12)的外径小于探针钢管(8)内径，连接件凸起部(13)的外径与探针钢管(8)的外径相等；连接件端部(12)的外周面上有环形凹槽，环形凹槽内有O形圈(14);隔热连接件(10)两端的连接件端部(12) 分别插入相接的两段探针钢管(8)的管口内，并通过0形圈(14)与探针钢管(8)的内周面密封。
5. 根据权利要求3所述的深海沉积物地热探针，其特征在于，所述的隔热连接件(10)的中心设置轴向孔，微型测温传感器(11)与控制仪器仓(6)内的数据记录装置的连接线从轴向孔内穿过。
专利摘要本实用新型涉及的深海沉积物地热探针包括控制仪器仓、探针钢管、探针钢管支架，探针钢管由固定卡并行固定在探针钢管支架上，使长柱状的探针钢管得到保护。探针钢管由隔热连接件连接的分段不锈钢管构成，探针钢管内设置微型测温传感器与加热金属丝，微型测温传感器的数据线与控制仪器仓内的数据记录装置连接。微型测温传感器由温度敏感元件和A/D转换电路及存储电路构成。微型测温传感器的温度敏感元件置于探针钢管内侧，微型测温传感器通过485通讯数据线与控制仪器仓内的数据记录装置连接。本实用新型采用隔热连接件将探针钢管分段隔热连接，避免钢管的传热引起不同层沉积物地热相互干扰，提高深海沉积物地热测量中地热梯度及热导率准确度。
文档编号G01N25/20GK201497715SQ200920098729
公开日2010年6月2日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者孙牵宇, 罗玉玺, 郑国芝 申请人:国家海洋技术中心
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