海洋淺地層測量儀

利用聲波在水中和水下沉積物內(nèi)傳播和反射的特性來探測海底淺部地層剖面結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的儀器設(shè)備。是在超寬頻海底剖面儀基礎(chǔ)上的改進(jìn)，是研究海底各層形態(tài)構(gòu)造和其厚度的有效工具。又稱次海底剖面儀。

以聲學(xué)剖面圖形反映淺地層組織結(jié)構(gòu)，具有很高的分辨率，能夠經(jīng)濟(jì)高效地探測海底淺地層剖面結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。

海洋淺地層剖面儀是在測深儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，其發(fā)射頻率更低，聲波信號通過水體穿透床底后繼續(xù)向底床更深層穿透，結(jié)合地質(zhì)解釋，可以探測到海底以下淺部地層的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造情況。20世紀(jì)40年代推出了最原始地海底剖面儀；20世紀(jì)60-70年代，美國Datasonics公司與羅得島州州立大學(xué)的海軍研究所及美國地質(zhì)調(diào)查局聯(lián)合開發(fā)了一種稱為“Chirp”的壓縮子波，并被廣泛應(yīng)用于海底淺層地層勘探中。其中GeoChirpII是采用線性調(diào)頻脈沖（Chirp）聲吶作為聲源，來探測海底淺地層構(gòu)造情況的一種淺地層剖面儀。隨后，德國Innomar公司利用參量陣（非線性調(diào)頻）原理，研制出了參量陣測深／淺地層剖面儀。同時(shí)，根據(jù)傳統(tǒng)的電磁式剖面儀，研究人員在設(shè)計(jì)上進(jìn)行重大改進(jìn)，將震源輸出的高壓技術(shù)改為獨(dú)特的低壓技術(shù)，從而研發(fā)了新型淺地層剖面儀（C-Boom）。20世紀(jì)90年代以來，電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)字信號處理(DSP)、海量數(shù)據(jù)存儲和電子自動(dòng)成圖等技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)新型剖面測量系統(tǒng)的問世。

淺地層剖面儀由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、換能器、記錄器、電源等組成。淺地層剖面探測工作原理是通過換能器將控制信號轉(zhuǎn)換為不同（100赫～10千赫）的聲波脈沖向海底發(fā)射，該聲波在海水和沉積層傳播過程中遇到聲阻抗界面，經(jīng)反射返回?fù)Q能器轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號后記錄下來，并輸出為能夠反映地層聲學(xué)特征的淺地層聲學(xué)記錄剖面。

淺地層剖面儀根據(jù)發(fā)射聲波類型可分為兩種：一種是調(diào)頻聲波發(fā)射型，一種是大功率電脈沖發(fā)射型。淺地層剖面儀也可根據(jù)探頭安裝的方式可分為船載型和拖曳型兩種，船載型又可細(xì)分為船底安裝型和船舷安裝型。船載型功率大，可構(gòu)成窄波束多陣元發(fā)射的測深－剖面系統(tǒng)；拖曳型系統(tǒng)的工作接近海底，所需的發(fā)射能量、載體的噪聲和聲陣受船體搖擺的影響相對較小。淺地層剖面儀還可以按發(fā)射模式分為以線性調(diào)頻脈沖（Chirp）技術(shù)的和以非線性調(diào)頻（參量陣）為原理的新型淺地層剖面儀。采用線性調(diào)頻脈沖技術(shù)的淺地層剖面儀，為了兼顧足夠的穿透深度和較高的分辨率，其換能器往往大而重，而且發(fā)射的波束角大，影響了對地層的分辨率；采用非線性調(diào)頻（參量陣）為原理的新型淺地層剖面儀，該設(shè)備由于聲源體積小而輕，分辨率高，但穿透淺。此儀器在地層分辨率和地層穿透深度方面有較高的性能，并可以任意選擇掃頻信號組合。