《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》是中國地質科學院礦產資源研究所於2011年12月12日申請的發明專利，該專利申請號為2011104102157，公布號為CN102565870B，公布日為2012年7月11日，發明人是顧玉民、趙金花、高磊、陶軍、葉瑛、孫春岩、李雲達、亓鋒、孫文弘。該發明屬於物質或物體的探測領域。
《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》採用船載甲板監控系統向水下探測系統傳送指令，控制攝像、照相等設備的啟停；水下探測系統的控制執行單元將設備工作狀態和感測器探頭探測數據經高速處理機處理並按通訊協定打包後上傳至工控計算機，實現遠程監控作業；而且深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統採用船載光電複合纜作控制通訊電纜，利用光電複合纜的頻寬優勢實現數據的高速傳輸，船載甲板監控系統可對探測數據實時處理輸出結果並顯示圖形以及數字記錄。該發明提供的深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統，工作效率高，可以對六千米以內任意深度的海水進行實時測量。
2017年12月，《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統
- 地址：北京市西城區百萬莊大街26號
- 發明人：顧玉民、趙金花、高磊、陶軍、葉瑛、孫春岩、李雲達、亓鋒、孫文弘
- 申請人：中國地質科學院礦產資源研究所
- 申請號：2011104102157
- 申請日：2011年12月12日
- 代理人：徐國文
- 代理機構：北京安博達智慧財產權代理有限公司
- 類別：發明專利
- Int. Cl.：G01V8/02（2006.01）I、G01V8/10（2006.01）I、G01D21/02（2006.01）I
- 公布號：CN102565870B
- 公布日：2012年7月11日
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
天然氣水合物，俗稱“可燃冰”，是2011年12月之前地球上尚未開發的儲量最大的潛在能源，被譽為“21世紀最理想的、具有商業開發前景的新能源”。
在中國國內外對天然氣水合物的勘查中，傳統上較為側重的是地球物理手段，尤其是地震反射波顯示的“底部模擬反射層（即BSR）”。一般認為BSR是水合物膠結沉積物造成的速度差異而成，可作為水合物存在的直接標誌。但隨著對天然氣水合物深入研究得知，在某些場合BSR與沉積物內部的層面構造難以區分，因此存在多解性。
作為更為科學有效的方法是發展綜合勘察技術，即研發地質、地貌、地球物理、地球化學多學科、多參量的綜合探測技術，用多參量的探測技術獲得的綜合探測數據互相印證，從而建立多種技術手段的找礦標誌，可克服單一技術手段的片面性，提高可信度。
地球化學勘探方法是地球物理方法的重要補充。和水合物水有關的海底甲烷滲漏可以在海底表層形成特殊的沉澱物，呈現特有的海底微地形、地貌及生物聚集區，這些特徵可由可視化（光學攝像、照相）技術手段獲得。作為水合物最直接的地球化學標誌是氣體溶解組分在海底的異常，而異常也不僅僅局限於近海底底水中，與水合物滲漏有關的甲烷等氣體隨著海底冷泉噴溢自海底向海面形成羽狀擴散流，因此，在原位地球化學探測中，除了近海底觀測外，進行不同水深的梯度測量也是不可忽視的。
海水中溶解甲烷主要來自水合物的分解和擴散。此外，來自水合物的甲烷還可以消耗海水中的溶解氧，發生有氧氧化。因此水合物產區可能被觀測到的地球化學異常不是單一的，而是經過化學反應後產生的多種氣體組分異常，主要包括有CH4、H2S、CO2、pH、溶解氧以及氧化還原電位Eh等，除此之外，還應探測隨水深變化而形成的溫度、鹽度等異常變化，從多參量綜合角度對水合物可能存在進行判別。
與水合物有關的地球化學異常難以被傳統的採樣分析方法所發現，傳統採用分析方法是指將海水採樣後上提到甲板或在實驗室進行化學分析，原因是氣體在海水中的溶解度與壓力有關。當海水的水樣在到達海面時，因為壓力的降低導致溶解氣體組分損失，pH值和Eh值也隨之發生不可逆變化。因此，研發具有不同水深的多種參量的原位地球化學探測技術，是海域天然氣水合物勘查的重要手段，也是地球化學探測技術的發展方向。
該申請人於2004年申請了一個專利號為ZL200410087093.2的名稱為“底水原位地球化學探測系統”的發明，披露了一種底水原位地球化學探測系統，該探測系統包括：具有水泵的測試倉、感測器組和使用鎧裝銅芯同軸電纜進行通信的寬頻傳輸子系統；測試水樣由水泵從近海底（1米內）抽到測試倉中，達到近海底底水原位探測的目的。因該系統設計重點在於探測底水異常，因此不具備探測不同深度海水梯度異常的能力。同時限於當時的技術，可提供探測的感測器少，只能探測甲烷和硫化氫兩種參量，測量數據少，不能滿足多參量綜合探測的要求，限制了地質專家對工作海域中的地球化學找礦標誌的判別和認定。隨著天然氣水合物勘查研究的不斷深入，研發具有適合不同水深作業且多參量的綜合原位探測技術具有重要意義。
中國國內外近年來發展的ROV、AUV以及載人潛器（可均稱水下機器人），設備龐大（自身體積、重量大），技術複雜，雖然可以進行多參量的綜合探測，但受自身設計以及安全等因素影像，只在工作母船周圍小範圍內自主移動，一次探測範圍小，不適合大範圍拖曳作業且作業成本極高，一般只用於重點工作點的高精度測量和機械手取樣。
因此有必要開發一種適合拖曳作業的深海多參量原位綜合探測技術。
發明內容
專利目的
《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》提出深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統，可在大範圍工作區實現側線快速勘查。
技術方案
為實現上述目的，《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》所述探測系統包括船載甲板監控系統和水下探測系統；其改進之處在於，所述船載甲板監控系統和所述水下探測系統用深海萬米鎧裝光電複合纜連線。
該發明提供的優選技術方案中，所述船載甲板監控系統包括控制單元、數據顯示單元、數據記錄單元、通訊模組、供電模組和船載外設接口單元。
該發明提供的第二優選技術方案中，所述水下探測系統包括水下輔助單元和原位探測單元。
該發明提供的第三優選技術方案中，所述控制單元由工控計算機集成RS232和RS485接口板組成；所述數據顯示單元，包括：視頻顯示模組和原位探測數據顯示模組；所述數據記錄單元包括視頻記錄模組和探測數據記錄模組；所述供電模組為直流電源，所述直流電源通過所述光電複合纜向所述水下探測系統供電；所述通訊模組為甲板光電轉換單元；所述船載外設接口單元是一組與船上導航、定位等設備連線埠相連線的功能模組；所述船載甲板監控系統是由所述工控計算機分別與所述船載外設接口單元、所述數據顯示單元、數據記錄單元以及所述通訊模組相連線；所述通訊模組通過所述光電複合纜連線到水下探測系統。
該發明提供的第四優選技術方案中，所述水下輔助單元包括纜端連線器、水下運載拖體、水下光電轉換單元、電壓轉換單元、控制執行單元、可視化單元、水下連線接外掛程式；原位探測單元為多參量綜合探測模組；所述纜端連線器的電纜與所述電壓轉換單元連線，所述電壓轉換單元分別給所述水下光電轉換單元、所述控制執行單元、所述可視化單元和所述多參量綜合探測模組供電；所述纜端連線器還與所述水下光電轉換單元、所述控制執行單元依次連線，所述控制執行單元還分別連線所述可視化單元和所述多參量綜合探測模組；所述控制執行單元通過所述水下連線接外掛程式與所述多參量綜合探測模組連線。
該發明提供的第五優選技術方案中，所述工控計算機，設有設備控制和數據處理、記錄模組，用於控制水下系統的工作狀態，傳送數據採集、高度計、照明、攝像和照相等工作指令，同時處理顯示用於所述多參量綜合探測模組的數據和水下系統工作狀態數據並記錄；所述原位探測數據顯示模組通過控制單元的工控計算機RS232和RS485串口實時接收所述多參量綜合探測模組的數據和水下系統工作狀態數據，採用數據統計和曲線圖形的方式顯示在數字顯示終端上；所述直流電源，將標準220V50HZ交流電轉換為300V直流電；所述甲板光電轉換單元實現光電信號轉換，通過所述光電複合纜將控制指令傳送到所述水下探測系統並將所述可視化單元數據、所述多參量綜合探測傳模組數據和水下系統工作狀態數據實時傳輸到甲板系統。
該發明提供的第六優選技術方案中，所述視頻顯示模組是顯示標準模擬信號的監控螢幕；所述原位探測數據顯示模組是數字顯示終端；所述視頻記錄模組是錄像機、光碟刻錄機或者硬碟錄像機；所述探測數據記錄模組是工控計算機內置或外接的海量硬碟存儲器；所述船上導航、定位設備包括：GPS羅經系統、多波束系統和水下定位設備。
該發明提供的第七優選技術方案中，所述水下運載拖體為所述水下探測系統的設備提供安裝平台；所述水下光電轉換單元，用於將所述光電複合纜傳輸的光信號轉換為電信號；所述電壓轉換單元，是電源轉換器，用於將所述光電複合纜輸送到水下端的高壓直流電能進行降壓調製，並為所述水下探測系統的設備提供電能；所述控制執行單元，用於控制所述水下探測系統的工作狀態，接收所述船載甲板監控系統的指令，對所述水下探測系統的數據採集、照明、攝像和照相進行控制，並將所述水下探測系統的工作狀態實時傳送給所述船載甲板監控系統。
該發明提供的第八優選技術方案中，所述可視化單元包括水下定位設備、水下照明設備、水下攝像/照相設備、高度計或水下雷射測距儀；所述水下定位設備、所述水下照明設備、所述水下攝像/照相設備和所述高度計或水下雷射測距儀都與所述電壓轉換單元連線，且都與所述控制執行單元連線。
該發明提供的第九優選技術方案中，所述多參量綜合探測模組為多參量原位探測感測器組。
該發明提供的第十優選技術方案中，所述水下運載拖體為鋼製結構，安裝有導流板；所述水下運載拖體的長為210厘米至230厘米、寬為80厘米至90厘米、高為90厘米至110厘米。
該發明提供的較優選技術方案中，所述控制執行單元為單片機。
該發明提供的第二較優選技術方案中，所述水下連線接外掛程式為帶高壓防水纜的高壓密閉接外掛程式。
該發明提供的第三較優選技術方案中，所述GPS羅經系統，提供船的位置和航向數據；所述多波束系統，提供水深和水下地形等數據；所述水下定位設備，確定水下探測系統的位置。
該發明提供的第四較優選技術方案中，所述水下攝像/照相設備包括水下攝像機和水下數位照相機；所述水下照明系統是攝像輔助照明和照相輔助閃光燈系統；所述水下定位設備是超短基線水下移動信標；所述高度計或水下雷射測距儀是用於測量所述水下運載拖體與海底距離的聲學或光學探測器。
該發明提供的第五較優選技術方案中，所述多參量原位探測感測器組具有9個感測器，所述感測器組對以下參量進行原位測量，包括：溫度、鹽度、深度、pH、氧化還原電位（Eh）、溶解氧（DO）、H2S、CH4和CO2。
該發明提供的第六較優選技術方案中，所述攝像輔助照明和照相輔助閃光燈系統包括深水閃光燈和深水照明燈。
該發明提供的第七較優選技術方案中，所述水下攝像機的攝像解析度不低於470TVlines；所述水下數位照相機的照相解析度不低於2048×1680像素。
該發明提供的第八較優選技術方案中，所述深水照明燈為耐高壓水密鹵素燈或LED燈。
該發明提供的第九較優選技術方案中，所述深海萬米鎧裝光電複合纜的型號為EQ07403。
該發明提供的第十較優選技術方案中，所述甲板光電轉換模組和所述水下光電轉換模組為光電轉換器。
改善效果
與2011年12月之前已有技術比，《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》可在大範圍工作區實現側線快速勘查，工作效率高，適合深海拖曳作業，可以對任意深度的海水進行實時測量，不再需要使用水泵將水樣抽到測試倉中；所述探測系統設定的多參量原位探測感測器組中的感測器有9個，能夠測量足夠多的數據，可使技術人員對所測量的海域有更加深入的了解，可提高富含天然氣水合物的海底礦床的發現機率；而且使用光電複合電纜進行數據的傳輸，利用光電複合電纜的頻寬優勢實現數據的高速傳輸；再者，為水下探測探頭提供工程條件保障，在進行水下運載拖體結構設計時考慮流體動力學特性，並使水下運載拖體具備抗腐蝕、抗衝擊的特性，而且依水動力學原理設計水下運載拖體，水平支柱流線型，減少阻力，且在水下運載拖體上加裝導流板，平穩性高。
附圖說明
圖1為船載甲板監控系統構成框圖。
圖2為水下探測系統構成框圖（虛線框為外接擴展部分）。
圖3為深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統的結構圖。
權利要求
1.《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》所述探測系統包括船載甲板監控系統和水下探測系統；其特徵在於，所述船載甲板監控系統和所述水下探測系統用深海萬米鎧裝光電複合纜連線；所述船載甲板監控系統包括控制單元、數據顯示單元、數據記錄單元、通訊模組、供電模組和船載外設接口單元；所述控制單元由工控計算機集成RS232和RS485接口板組成；所述數據顯示單元，包括：視頻顯示模組和原位探測數據顯示模組；所述數據記錄單元包括視頻記錄模組和探測數據記錄模組；所述供電模組為直流電源，所述直流電源通過所述光電複合纜向所述水下探測系統供電；所述通訊模組為甲板光電轉換單元；所述船載外設接口單元是一組與船上導航、定位等設備連線埠相連線的功能模組；所述船載甲板監控系統是由所述工控計算機分別與所述船載外設接口單元、所述數據顯示單元、數據記錄單元以及所述通訊模組相連線；所述通訊模組通過所述光電複合纜連線到水下探測系統；所述工控計算機，設有設備控制和數據處理、記錄模組，用於控制水下系統的工作狀態，傳送數據採集、高度計、照明、攝像和照相等工作指令，同時處理顯示用於所述多參量綜合探測模組的數據和水下系統工作狀態數據並記錄；所述原位探測數據顯示模組通過控制單元的工控計算機RS232和RS485串口實時接收所述多參量綜合探測模組的數據和水下系統工作狀態數據，採用數據統計和曲線圖形的方式顯示在數字顯示終端上；所述直流電源，將標準220V50HZ交流電轉換為300V直流電；所述甲板光電轉換單元實現光電信號轉換，通過所述光電複合纜將控制指令傳送到所述水下探測系統並將所述可視化單元數據、所述多參量綜合探測傳模組數據和水下系統工作狀態數據實時傳輸到甲板系統。
2.根據權利要求1所述的探測系統，其特徵在於，所述水下探測系統包括水下輔助單元和原位探測單元。
3.根據權利要求2所述的探測系統，其特徵在於，所述水下輔助單元包括纜端連線器、水下運載拖體、水下光電轉換單元、電壓轉換單元、控制執行單元、可視化單元、水下連線接外掛程式；原位探測單元為多參量綜合探測模組；所述纜端連線器的電纜與所述電壓轉換單元連線，所述電壓轉換單元分別給所述水下光電轉換單元、所述控制執行單元、所述可視化單元和所述多參量綜合探測模組供電；所述纜端連線器還與所述水下光電轉換單元、所述控制執行單元依次連線，所述控制執行單元還分別連線所述可視化單元和所述多參量綜合探測模組；所述控制執行單元通過所述水下連線接外掛程式與所述多參量綜合探測模組連線。
4.根據權利要求1所述的探測系統，其特徵在於，所述視頻顯示模組是顯示標準模擬信號的監控螢幕；所述原位探測數據顯示模組是數字顯示終端；所述視頻記錄模組是錄像機、光碟刻錄機或者硬碟錄像機；所述探測數據記錄模組是工控計算機內置或外接的海量硬碟存儲器；所述船上導航、定位設備包括：GPS羅經系統、多波束系統和水下定位設備。
5.根據權利要求3所述的探測系統，其特徵在於，所述水下運載拖體為所述水下探測系統的設備提供安裝平台；所述水下光電轉換單元，用於將所述光電複合纜傳輸的光信號轉換為電信號；所述電壓轉換單元，是電源轉換器，用於將所述光電複合纜輸送到水下端的高壓直流電能進行降壓調製，並為所述水下探測系統的設備提供電能；所述控制執行單元，用於控制所述水下探測系統的工作狀態，接收所述船載甲板監控系統的指令，對所述水下探測系統的數據採集、照明、攝像和照相進行控制，並將所述水下探測系統的工作狀態實時傳送給所述船載甲板監控系統。
6.根據權利要求3所述的探測系統，其特徵在於，所述可視化單元包括水下定位設備、水下照明設備、水下攝像/照相設備、高度計或水下雷射測距儀；所述水下定位設備、所述水下照明設備、所述水下攝像/照相設備和所述高度計或水下雷射測距儀都與所述電壓轉換單元連線，且都與所述控制執行單元連線。
7.根據權利要求3所述的探測系統，其特徵在於，所述多參量綜合探測模組為多參量原位探測感測器組。
8.根據權利要求3所述的探測系統，其特徵在於，所述水下運載拖體為鋼製結構，安裝有導流板；所述水下運載拖體的長為210厘米至230厘米、寬為80厘米至90厘米、高為90厘米至110厘米。
9.根據權利要求3所述的探測系統，其特徵在於，所述控制執行單元為單片機。
10.根據權利要求1所述的探測系統，其特徵在於，所述水下連線接外掛程式為帶高壓防水纜的高壓密閉接外掛程式。
11.根據權利要求4所述的探測系統，其特徵在於，所述GPS羅經系統，提供船的位置和航向數據；所述多波束系統，提供水深和水下地形等數據；所述水下定位設備，確定水下探測系統的位置。
12.根據權利要求6所述的探測系統，其特徵在於，所述水下攝像/照相設備包括水下攝像機和水下數位照相機；所述水下照明系統是攝像輔助照明和照相輔助閃光燈系統；所述水下定位設備是超短基線水下移動信標；所述高度計或水下雷射測距儀是用於測量所述水下運載拖體與海底距離的聲學或光學探測器。
13.根據權利要求7所述的探測系統，其特徵在於，所述多參量原位探測感測器組具有9個感測器，所述感測器組對以下參量進行原位測量，包括：溫度、鹽度、深度、pH、氧化還原電位（Eh）、溶解氧（DO）、H2S、CH4和CO2。
14.根據權利要求13所述的探測系統，其特徵在於，所述攝像輔助照明和照相輔助閃光燈系統包括深水閃光燈和深水照明燈。
15.根據權利要求13所述的探測系統，其特徵在於，所述水下攝像機的攝像解析度不低於470TVlines；所述水下數位照相機的照相解析度不低於2048×1680像素。
16.根據權利要求14所述的探測系統，其特徵在於，所述深水照明燈為耐高壓水密鹵素燈或LED燈。
17.根據權利要求1所述的探測系統，其特徵在於，所述深海萬米鎧裝光電複合纜的型號為EQ07403。
18.根據權利要求1所述的探測系統，所述甲板光電轉換模組和所述水下光電轉換模組為光電轉換器。
實施方式
如圖3所示，《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》中虛線上方為船載甲板監控系統部分，虛線下方為系統的水下探測系統部分。所述探測系統由船載甲板監控系統和水下探測系統組成；所述船載甲板監控系統和所述水下探測系統由深海萬米鎧裝光電複合纜連線；所述光電複合纜為型號EQ07403的光纖光纜；所述船載甲板監控系統包括控制單元、數據顯示單元、通訊模組以及供電模組；所述水下探測系統包括水下輔助單元和探測單元。
如圖1所示，在所述船載甲板監控系統中，所述船載甲板監控系統包括船載外設接口單元；所述控制單元由工控計算機集成多個RS232和RS485接口板組成；所述數據顯示單元為甲板視頻系統；所述供電模組為直流電源；所述通訊模組包括光電轉換單元和絞車光滑環；所述工控計算機分別與船載外設接口單元、所述甲板視頻系統以及所述光電轉換單元相連線，所述絞車光滑環分別與所述光電轉換單元和所述直流電源相連線。
所述的控制單元由工控計算機集成多個RS232和RS485接口板組成，接口板上的RS232和RS485接口通過線纜與甲板光電轉換單元連線，甲板光電轉換單元將電信號轉換成光信號通過萬米鎧裝深海光電複合纜將控制指令傳送給水下探測系統，水下探測器上的水下光電轉換單元將光信號還原成電信號，再由水下探測系統的控制執行單元執行相應動作；所述的數據顯示單元包括視頻顯示模組和原位探測數據顯示模組。視頻顯示模組是標準模擬複合視頻，通過BNC接口連線到電視或其他可顯示模擬複合視頻的設備上。原位探測數據顯示單元是通過控制單元的工控計算機RS232和RS485接口實時接收水下探測數據，經過處理後，採用數字和曲線圖示方式顯示的原位探測數據結果；所述的數據記錄單元包括視頻記錄模組和探測數據記錄模組，視頻記錄模組是錄像機或光碟刻錄機等標準視頻處理設備將視頻數據記錄到磁帶或光碟上，水下拍攝的照片則直接記錄在硬碟錄像機上。探測數據記錄模組可直接在處理計算機上寫盤保存也可保存到外接儲存磁碟中。所述供電單元是直流電源，將船上標準220V50HZ交流轉換為500V直流電，直流電源和船載萬米鎧裝深海光電複合纜的供電電纜連線，向所述水下探測系統供電。所述的船載外設接口單元是一組可與船上導航、定位等設備接口的標準接線端子，將船上的導航、定位等信息疊加到系統拍攝的海底視頻影像上，提供更多的信息，提高數據可讀性。
如圖2所示，在所述水下探測系統中，所述水下輔助單元包括纜端連線器、水下運載拖體、水下光電轉換單元、電壓轉換單元、控制執行單元、可視化單元、水下連線接外掛程式；探測單元為多參量綜合探測模組；所述纜端連線器與所述水下運載拖體連線；所述纜端連線器與所述電壓轉換單元連線，所述電壓轉換單元分別與所述水下光電轉換單元、所述控制執行單元、所述可視化單元和所述多參量綜合探測模組連線；所述纜端連線器還與所述水下光電轉換單元、所述控制執行單元依次連線，所述控制執行單元還分別連線所述可視化單元和所述多參量綜合探測模組；所述控制執行單元通過所述水下連線接外掛程式與所述多參量綜合探測模組連線；所述水下運載拖體，為所述水下探測系統的設備提供安裝平台；所述水下光電轉換單元，用於將所述光電複合纜水下端的所述光電複合纜傳輸的數據和光纖傳輸的視頻信號進行調製解調；所述電壓轉換單元，用於將所述光電複合纜輸送到水下端的高壓電能進行降壓調製，並為所述水下探測系統的設備提供所需的、具有各種不同電壓和功率的電能；所述控制執行單元，用於控制所述水下探測系統的調查工作狀態，且可接收和傳送所述船載甲板監控系統的指令，還對所述水下探測系統的數據採集、照明、攝像和照相進行工作控制。
所述的水下探測系統，包括三個密封抗壓艙，分別用於內部安裝水下控制執行單元、甲烷探測控制系統和原位探測海水樣品儲存和回收海水樣品裝置；水下探測系統還包括兩個水下照明燈、水下照相機、一個閃光燈、一個視頻拍攝攝像頭、一個指示離底高度的高度計以及用於水下連線的耐壓密封插座和電纜、光纜；所述的控制執行單元，是安裝在密封抗壓艙內的單片機，通過密封電纜和插座與水下光電轉換單元連線，接收所述船載甲板監控系統的用戶指令，用於控制所述水下探測系統的探測感測器、照明燈、攝像頭、照相機和閃光燈等單元，完成指令動作執行，並將各單元的工作狀態實時傳送給所述船載甲板監控系統。所述的電壓轉換單元，用於將所述船載甲板監控系統的供電單元通過萬米鎧裝光電複合纜輸送到水下端的高壓電能進行降壓調製，並為所述水下探測系統的所屬設備提供電能；所述的原位探測單元，是由多個原位探測感測器組成的多參量綜合探測系統，基本探測參數包括溫度、鹽度、深度、pH、氧化還原電位（Eh）、溶解氧（DO）、H2S、CO2和CH4，還可通過轉換接口替換或擴充其他原位探測感測器，原位探測單元通過耐壓密封接插電纜、插座等組件和水下光電轉換單元連線，所述水下光電轉換單元將電信號轉換成光信號，通過所述萬米鎧裝光電複合纜將探測數據實時傳輸到所述船載甲板監控系統；所述的水下光電轉換單元，用於實現光信號和電信號的轉換，用於數據信號的光通信，由多路RS232/RS485串列口、RJ45網路、複合視頻等接口組成，其一端與所述萬米鎧裝深海光電複合纜通過充油接線盒連線，另一端直接連線所述原位探測單元、照相機、攝像頭等所述水下探測系統的附屬設備，所述萬米鎧裝深海光電複合纜甲板端與所述的甲板光電轉換單元連線，光信號還原成電信號，構成系統的通信網路。所述的水下運載拖體，是長為210厘米至230厘米、寬為80厘米至90厘米、高為90厘米至110厘米的安裝有導流板的滿足拖曳作業要求的鋼製結構，用於安裝所述水下探測系統的各個設備。
所述電壓轉換單元，是電源轉換器；所述甲板光電轉換模組和所述水下光電轉換模組為光電轉換器；所述控制執行單元為單片機；所述水下連線接外掛程式為帶高壓防水纜的高壓密閉接外掛程式。
所述甲板視頻系統設定有顯示器；所述船載外設接口單元包括：GPS羅經系統、多波束系統、水下定位設備；所述GPS羅經系統，提供船的位置和航向數據；所述多波束系統，提供水深和水下地形等數據。
所述可視化單元包括水下定位設備、水下照明設備、水下攝像/照相設備和水下雷射測距儀；所述水下定位設備、所述水下照明設備、所述水下攝像/照相設備和所述水下雷射測距儀都與所述電壓轉換單元連線，且都與所述控制執行單元連線；所述水下攝像/照相設備包括水下攝像機和水下數位照相機；所述水下照明系統是攝像輔助照明和照相輔助閃光燈系統；所述水下定位設備是超短基線水下移動信標；水下雷射測距儀是離底高度計，用於測量所述水下運載拖體與海底的距離。
所述多參量綜合探測模組是多參量原位探測感測器組；所述多參量原位探測感測器組具有9個感測器，所述感測器組對以下水下原位參數進行測量，所述參數包括：溫度、鹽度、深度、pH、氧化還原電位（Eh）、溶解氧（DO）、H2S、CH4和CO2。
所述水下攝像機的攝像解析度不低於470TVlines；所述水下數位照相機的照相解析度不低於2048×1680像素。所述攝像輔助照明和照相輔助閃光燈系統包括深水閃光燈和耐高壓水密鹵素燈或LED燈。
綜上所述，所示深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統，採用所述船載甲板監控系統向所述水下探測系統傳送指令，控制攝像、照相等設備的啟停；所述水下探測系統的所述控制執行單元將設備工作狀態和感測器探頭探側數據經高速處理機處理並經通訊協定打包後上傳至所述工控計算機，實現遠程監控作業；而且所述深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統採用船載光電複合電纜作控制通訊電纜，利用所述光電複合電纜的頻寬優勢實現數據的高速傳輸，船載甲板監控系統對探測數據實時處理輸出結果，顯示圖形以及數字記錄。
榮譽表彰
2017年12月，《深海可視化地球化學多參量原位綜合探測系統》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
