202111304439X一种基于光学多普勒的深海热液冷泉喷口流速测量仪器及该仪器的使用方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN114152775B
(45)授权公告日2024.01.12
(21)申请号202111304439.XCN106618496A,2017.05.10
(22)申请日2021.11.05CN110456101A,2019.11.15
CN111751948A,2020.10.09
(65)同一申请的已公布的文献号CN111751572A,2020.10.09
申请公布号CN114152775ACN111007526A,2020.04.14
(43)申请公布日2022.03.08CN202815006U,2013.03.20
(73)专利权人安徽大学CN112946542A,2021.06.11
地址230000安徽省合肥市九龙路111号俞本立等.激光多普勒微振动信号的直接强
度解调.光学技术.2005,全文.
(72)发明人俞本立涂郭结孙晓园张磊刘润华.海底冷泉渗漏气泡流速的超声多普
甄胜来曹志刚孙静静勒测量实验研究.硕士电子期刊出版基础科学
(74)专利代理机构合肥汇融专利代理有限公司.2015,全文.
34141Halim,MohammedSalim.Detailed
专利代理师赵宗海VelocityMeasurementsofFlowThrough
(51)Int.Cl.StaggeredandIn-LineTubeBanksin
G01P5/26(2006.01)Cross-FlowUsingLaserDoppler
Anemometry.TheUniversityofManchester
(56)对比文件(UnitedKingdom).1998,全文.
CN111610511A,2020.09.01刘润华;邹大鹏;龙建军;胡少兴.超声多普
JP6788928B1,2020.11.25勒测量海底渗漏气泡流速的实验研究.海洋技术
CN112904044A,2021.06.04学报.2016,(02),全文.
GB1528917A,1978.10.18
CN113391327A,2021.09.14审查员高建
CN101849196A,2010.09.29权利要求书1页说明书4页附图2页
(54)发明名称的准确测量，为物质输出通量、海底热液和海底
一种基于光学多普勒的深海热液冷泉喷口冷泉成矿条件和成矿速率勘测等研究提供关键
流速测量仪器及该仪器的使用方法技术支撑。
(57)摘要
本发明公开了一种基于光学多普勒的深海
热液/冷泉喷口流速测量仪器及该仪器的使用方
法，涉及涉及深海流速测量技术领域。包括耐压
封装壳体和耐压封装壳体左端设置有蓝宝石平
板透镜，耐压封装壳体内部右端设置有激光光
源、激光光源左端设置有干涉光路和信号处理模
块，且激光光源为单频窄线宽绿光光纤激光器。
本发明克服了现有技术的不足，可在海底热液/
冷泉喷口前方一米左右处获取其准确流速，流速
分辨率达到0.01m/s，通过优化系统设计集成为
CN114152775B
一体式探测装备，实现海底热液/冷泉喷口流速
CN114152775B权利要求书1/1页

1.一种基于光学多普勒的深海热液/冷泉喷口流速测量仪器，包括耐压封装壳体（11），
其特征在于：所述耐压封装壳体（11）内部呈环形腔体结构，耐压封装壳体（11）左端设置有
蓝宝石平板透镜（14），且耐压封装壳体（11）内部右端设置有激光光源（1）、激光光源（1）左
端设置有干涉光路和信号处理模块，所述干涉光路和信号处理模块进行连接，所述激光光
源（1）为单频窄线宽绿光光纤激光器；
所述激光光源（1）中设置有温度反馈控制系统、全保偏掺镱光纤多级放大结构、泵浦结
构和周期性极化铌酸锂晶体来实现532nm的激光输出，且线宽小于10kHz；
所述干涉光路包括自右向左设置的准直器（2）、偏振分束器（3）、1/4波片（4）、楔形镜
（5）和望远镜（6），以及偏振分束器（3）下方设置的透镜（7），所述信号处理模块包括解调电
路（9）和倾角传感器（10），光束通过透镜（7）聚焦入射至探测模块（8），经其转换的电信号输
入至信号处理模块进行解调；其中激光光束首先通过准直器（2）准直后经偏振分束器（3）后
和1/4波片（4）将S偏振光转换成圆偏振光，经过楔形镜（5）后，通过望远镜（6）聚焦后以一定
的角度入射至热液/冷泉口喷发的流体内，再由望远镜（6）将后向散射的信号光与楔形镜
（5）后表面反射的本振光一同经过1/4波片（4）和偏振分束器（3）后一起经透镜（7）送入相干
探测模块（8），在信号处理模块中，采集的拍频信号做FFT变换，经小波变换与过滤后由寻峰
算法获得频移角度分量值，该角度分量值与倾角传感器（10）所测得的仪器倾角的余弦相
除，转换为热液/冷泉