1500米实测验证:SC I-75kHz-3000声学多普勒流速剖面仪ADCP展现卓越深海观测性能

发布日期:2026-08-11

一、产品与深海试验概况

我司 SC I-75kHz-3000 型声学多普勒流速剖面仪专为深远海长期观测打造,可适配深海潜标、浮标、海床基等主流水下搭载平台,依靠超长量程、低功耗稳定运行优势,广泛用于季节、年际尺度大洋流场探测,覆盖海洋科研、深海工程监测等各类场景。为全面验证设备在低散射深海环境的探测能力,2025 年初,我方将 SC I-75kHz-3000ADCP 集成深海锚系潜标系统,布放至约 1500m 水深海域,换能器朝上朝向中上层水体开展长周期连续监测。本次观测采用宽带工作模式,设定观测周期 1 小时,单周期采集 30 组剖面,每组单次声脉冲发射,脉冲间隔 2 秒。深海水体浮游生物稀少、声波散射信号微弱,对 ADCP 信号接收、流速解算能力形成严苛考验,是检验设备深层探测极限的典型工况。

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图1 仪器样品图

二、1500 米深海实测核心数据质量验证

本次潜标长期观测完整采集海量剖面数据,从相关系数、回波强度、速度误差三大核心质控指标,充分验证设备深海工作稳定性:

1.相关系数表现优异:在 1200–1450m 深水区间,信号相关系数稳定维持 200 以上,远高于行业 64 通用合格阈值;有效观测深度可达水下 1000m,深水层信号识别能力突出。

2.回波信号干净无异常:全程回波强度无突发性跳变,无气泡、杂质造成异常反射干扰;水深 1000m 处回波缓慢趋近设备底噪,衰减趋势平稳,与相关系数下降区间完全匹配。

3.波束解算一致性高:绝大部分测点速度误差低于 5cm/s,四波束流速解算结果高度统一,剖面流速数据可信度高。

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图2 回波强度,相关系数和误差Hovmöller图

在 1450m 至 1050m 大范围水深区间,流速、流向剖面数据完整有效。设备宽带模式理论最大量程 700m,窄带模式可达 790m;即便在 1500 米水深低散射恶劣环境下,仍稳定输出 400 米以上连续有效剖面,测速精度稳定保持 ±1% ±5mm/s,是深层大洋流场精细结构观测可靠设备。

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图3 流速、流向东向流速和北向流速Hovmöller图

三、深海流场实测水文规律成果

依托连续长时序剖面数据,完整解析该海域垂向流场特征:

1.垂向流速分层显著:水体自下而上流速逐步增大,1331m 平均流速仅 10.37cm/s,至 1091m 流速升至 19.35cm/s;流向集中在 160°–180°,水体整体以南向运动为主,纬向流速微弱,上层存在 3cm/s 北向输运。

2.多尺度海流事件完整捕获:时间序列清晰记录 6 月初东北向海流、6 月下旬西向海流等短期流动事件,可完整捕捉大洋中小尺度动力过程。

3.潮流日周期特征清晰:截取 4.29–5.8 观测时段数据可见,流速、流向存在显著日变化周期,与海域全日潮、混合半日潮潮汐特征高度匹配;声学回波强度同步呈现日波动,对应浮游动物昼夜垂直迁移(DVM)规律,夜间上浮、日间下潜直接改变水体散射强度,设备可完整捕捉生物昼夜活动信号。

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图4 选定区间的流速,流向,东向流速和北向流速时间序列图

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图5 4月29日至5月8日仪器观测结果

四、长周期深海部署硬件优势

SC I-75kHz-3000 兼顾探测量程与超长续航,适配全年尺度深海原位观测:

1.双发射功率模式灵活切换:高压模式探测距离更远,适配深水长剖面测量(本次深海试验选用);低压模式功耗更低,牺牲少量量程换取更长部署周期,可根据项目需求自由选配。

2.大容量低损耗供电系统:仪器配备2.2kWh 高密度锂电池,放电平稳,电压波动小;本次观测配置下可连续稳定工作 18 个月,完整覆盖潮流、内波、中尺度涡、季节海变等多尺度海洋动力过程,无需频繁回收设备。

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图6 海洋变率的时空尺度分布

五、案例总结

本次 1500 米深海潜标实测试验充分证明,SC I-75kHz-3000 型 75kHz ADCP 在浮游生物稀缺、回波微弱的深远海环境下,仍可保持远距离、高精度、连续稳定的分层流速观测能力。设备兼具大探测量程、高精度测速、18 个月超长续航三大核心优势,既能解析潮流、内波等短时小尺度过程,也可支撑季节、年际大洋环流长期研究,为深海动力环境探测、远洋科研潜标项目提供国产化成熟观测方案。