【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深海坐底长期原位监测装置的布放回收，具体的，涉及一种深海坐底长期原位监测装置的布放回收方法。
技术介绍
1、深海采矿是在深海底部进行的矿产资源开采活动，由于全球人口增长和工业化进程加快，对铜、铁、锰、稀土元素等重要金属的需求急剧增加。陆地矿产资源的枯竭和开采成本的增加促使人们转向深海作为新的资源供应地。但由于深海生态系统是地球上最不为人知且最为脆弱的生态系统之一，深海采矿活动可能对这些生态系统造成不可逆转的影响，所以对于深海采矿的海底环境进行长期的原位观测是不可或缺的。
2、现有技术中的深海生态系统非常复杂且响应速度较慢，进行长期原位监测有助于了解采矿活动对生物多样性、生态结构和功能的影响，从而跟踪环境变化和趋势，减少对环境的负面影响，实现深海资源的可持续利用。在采矿活动开始前收集的长期原位监测数据可以作为评估采矿影响的基准，并成为采矿活动是否可以合理进行的一项重要依据。
3、在进行长期原位观测之前，需要考虑如何对原位监测装置进行合理的布放与回收。然而现在进行装置的布放与回收的方法具有一定缺陷和局限性。一是传统的布放方法需要船员进行较多的人工操作，包括物理连接和断开装置，这不仅增加了操作的复杂性和风险，也意味着较高的人工成本；二是依赖人工标记(浮标标记)进行装置回收，可能会受到天气条件和海况的限制，导致回收效率降低，特别是在恶劣天气或夜间操作；三是缺乏对布放区域进行详细的地形和地质评估，可能会导致装置布放在不适宜的位置。
4、这些问题将对长期原位监测装备的布放和回收产生将极大的影
技术实现思路
1、本专利技术目的之一在于提出一种深海坐底长期原位监测装置的布放回收方法，实现更高的精度、安全性和效率的原位监测。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种深海坐底长期原位监测装置的布放回收方法，包括如下步骤：
4、s100：确定布放及回收装置中的浮球的数量和配重块的重量；
5、s200：对目标区域进行地球物理测量；
6、s300：利用船只的起吊装置和绞车钢缆将布放及回收装置随着监测装置放置水面，利用脱钩装置断开布放及回收装置与绞车钢缆的连接；
7、s400：监测装置开始监测；
8、s500：完成监测后，船只发送声学信号：监测装置断开与通信缆的连接、抛弃配重块，通信缆在浮球浮力的作用下上浮直至水面；
9、s600:浮球下端的烟火模块在浮上水面时断路，烟火模块释放发出烟火，供船只追寻烟火；
10、s700：船只通过烟火信号确定监测装置位置，并进行回收。
11、进一步的，步骤s100包括：
12、s110：计算监测装置在水中的总重量gz；
13、包括确定通信缆长度l及水中重量gt，浮球水中重量gfz，缆绳夹数量n2及水中重量gl，所有传感器、电池、通讯设备等的水中重量gx；
14、s120：计算所需的配重块水中重量gp，基于装置在水中的总重量及装置坐底抗震要求确定预期沉降速度v，计算必须添加的配重量mx；
15、s130：确定浮球数量，根据装置加上配重块的总重量，单个浮球浮力ff、计算需要多少浮力才能使装置在释放配重块后浮回水面，确定浮球数量n1；
16、s140：进行水池测试，在控制条件下，根据计算值使用实际的浮球和配重块对装置进行水池或类似环境的下沉和上浮测试；
17、调整浮球数量和配重块重量，直到装置能够如预期那样沉到底部并在配重释放后返回到水面，再次确定浮球数量n1-1及最小配重块质量mx-1。
18、s150：在计算和测试过程中加入安全系数，以应对实际条件下可能出现的不确定性，如海水密度变化、深海压力影响。
19、进一步的，步骤s130中的浮球数量n1计算公式为：
20、n1＝ffz/ff；
21、式中，ffz为浮球上浮总浮力(n)；
22、ff为单个浮球上浮浮力(n)。
23、进一步的，步骤s110中的通信缆长度l的计算公式：
24、
25、式中，h为开始布放设备时距底垂直距离(m)；
26、x为布放设备时船只预计移动和距离(m)。
27、进一步的，步骤s120中的配重块在水中重量gp及必须添加配重量mx的计算公式为：
28、
29、式中，f为监测装置所受阻力(n)；
30、gz为监测装置在水中的总重量(n)；
31、f为监测装置在水中的浮力(n)；
32、a为阻力面积(m2)；
33、v为监测装置在水中沉降速度(m/s)；
34、fp为配重块在水中浮力(n)；
35、经验值：c＝0.85、ρ＝1020kg/m3、g＝9.8(n/kg)。
36、进一步的，步骤s500包括：
37、s510：发送声学信号：监测任务完成后，船只通过专用设备发送声学信号，以触发监测装置的回收程序。
38、s520：释放器模组响应，释放器模组响应接收到声学释放指令后，打开连接通信缆或配重块的机构，断开与通信缆的连接并抛弃配重块。
39、s530：缆绳夹脱落：随着配重块脱离通信缆，原本固定通信缆的缆绳夹中的熔断丝在接收到信号后根据指令依次断开，缆绳夹由上而下、由右至左依次脱落或解锁，从而释放通信缆。
40、s540：浮球上浮，通信缆一端连接的浮球，在失去配重块的约束后，借助其自身的浮力作用，带动通信缆和监测装置从水下上浮至水面。
41、进一步的，所述布放及回收装置包括浮球、超短基线信标、通信缆、烟火模块、声学释放器与配重块；
42、所述烟火模块与超短基线信标安装于浮球下侧，通信缆的两端分别连接浮球与监测装置，所述监测装置包括释放器模组，所述释放器模组与配重块连接。
43、进一步的，所述通信缆包括电线与凯夫拉缆，所述凯夫拉缆位于电线外部；
44、且所述通信缆卷绕成“s”型结构、并通过具有电控释放通信缆功能的缆绳夹固定。
45、本专利技术的工作原理及有益效果为：
46、相较于现有技术，本专利技术通过对深海采矿装备的合理布放与回收，从而提高了长期原位监测任务的实施效率和可靠性，弥补了现有布放与回收方法的不足。本专利技术从确定配重块和浮球开始，通过对目标区域进行地球物理测量、布放、回收，建立了一种适用于深海采矿座底监测平台的布放及回收装置及方法。值得注意的是，本方法不仅仅提高了设备布放位置的准确性和安全性，同时也可以使得设备的回收更简单可靠。本专利技术的建立将为深海采矿原位装置的布放和回收提供更为精确的思路与方法。。
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1.一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，步骤S100包括：
3.根据权利要求2所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，步骤S130中的浮球数量N1计算公式为：
4.根据权利要求2所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，步骤S110中的通信缆(4)长度L的计算公式：
5.根据权利要求2所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，步骤S120中的配重块在水中重量Gp及必须添加配重量mx的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，步骤S500包括：
7.根据权利要求1所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，所述布放及回收装置包括浮球(1)、超短基线信标(2)、通信缆(4)、烟火模块(3)、声学释放器与配重块；
8.根
...【技术特征摘要】
1.一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，步骤s100包括：
3.根据权利要求2所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，步骤s130中的浮球数量n1计算公式为：
4.根据权利要求2所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法，其特征在于，步骤s110中的通信缆(4)长度l的计算公式：
5.根据权利要求2所述的一种深海坐底长期原位监测装置(5)的布放回收方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建成，董芳，李磊，彭绍源，贾永刚，范智涵，权永峥，
申请(专利权)人：招商局海洋装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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