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Hull-mounted Sub-bottom Profiler System

船载中深水地层剖面系统

产品介绍

船载中深水地层剖面系统以 Teledyne RESON 全新一代 ParaSound P70 参量阵浅地层剖面仪为核心:换能器同时发射两列高频主信号,利用参量阵非线性效应在水中自解调出低频差频信号——兼具高频的窄波束指向性与低频的强地层穿透力,一次走航即可同时获得高分辨率海底地形、地层结构与水体剖面数据。

系统深度范围覆盖 10 m 至 11,000 m 全海洋深度,地层穿透深度 超过 200 m,电子发射功率高达 70 kW、发射声源级 245 dB(主高频)/ 206 dB(参量)re 1µPa@1m,是目前市面上发射功率最高的船体安装式剖面测量系统。系统集成全向运动补偿(纵摇、横摇、艏摇稳定与升沉修正),船载作业不受拖曳设备限制,几乎任何海况下均可与地震、多波束测量同步开展,效率远超 ROV 与拖鱼等拖曳式方案,是海洋工程勘察、管线调查与深海地质研究的标杆配置。

工作原理:参量阵差频技术

ParaSound 利用参量阵效应:通过发射两个主要高频信号,在水中非线性自解调生成低频二次信号。主高频信号触发参量阵效应、同时兼作全海深窄波束单波束测深通道;两主信号差频出参量低频信号,兼具高分辨率分层能力与低频大深度穿透优势。超窄波束、宽频谱、高采样率与高密度接收通道,共同成就了其超高的数据空间分辨率。

通道频率范围用途
主高频(PHF)18–24 kHz生成参量信号,兼作全海深窄波束测深(至 11,000 m)
参量低频(SLF)0.5–7 kHz深水地层穿透 + 附加测深通道
参量高频(SHF)37–42 kHz高分辨率水柱(水体)剖面成像

独有的 QED(Quasi Equi-Distant)智能多脉冲技术可按等距原则自动优化深水脉冲序列,最多 16 个同步 pings,在深水作业时显著提高发射速率与水平分辨率,地层结构揭示能力业界无双。

实际作业中,参量阵换能器在水中同时产生四种可利用的声信号:两个主高频信号 F1、F2,以及水中非线性效应生成的和频信号(F1+F2)与差频信号(F1-F2)——主高频用于全海深窄波束测深,和频/参量高频用于水体剖面成像,差频低频负责海底地层穿透。ParaSound 将这四种信号全部充分利用,一次走航同步完成海底地形 + 地层结构 + 水体剖面三位一体数据采集。

主要特性

70 kW 电子发射功率,发射声源级 245 dB(主高频)/ 206 dB(参量)re 1µPa@1m——市面最高

■ 地层穿透 >200 m(视当地底质与环境条件),深度范围 10–11,000 m

■ 波束宽度 4.5°,垂向(沉积层)分辨率 可达 <15 cm,最大测距分辨率 6 cm

■ 全向运动补偿:横摇 ±15°、纵摇 ±10°、艏向 ±10° 稳定,升沉修正

■ 最多 16 个同步 pings,最大发射速率 16 Hz(QED / 脉冲串多脉冲模式)

■ CW 连续波 / FM Chirp 调频脉冲,脉冲长度 0.17–25 ms

■ 参量 & 常规浅剖双模式,兼作全运动稳定窄波束单波束测深仪

■ 高级水柱成像功能:6 cm 垂向分辨率记录全水体数据,可用于天然气水合物气体羽流探测

■ 128 个换能器单元 / 288 路 ADC 接收,数据格式 ASD、PS3、SEG-Y

■ 换能器船底固定安装;ParaStore 数据采集/后处理/可视化软件,支持高速存储与实时处理

姊妹型号:ParaSound P35 中浅水型

ParaSound 家族除 P70 深水型外,还有面向中浅水海域的 ParaSound P35:两型共用主高频 18–24 kHz、参量高频 37–42 kHz、4.5° 窄波束、QED 智能多脉冲、全向运动补偿与 ParaStore 软件平台等核心技术,P35 以更小的发射功率与阵列规模提供高性价比配置:

参数ParaSound P70(深水型)ParaSound P35(中浅水型)
地层穿透深度>200 m>150 m
电子发射功率70 kW35 kW
发射声源级 re 1µPa@1m245 dB(主高频)/ 206 dB(参量)242 dB(主高频)/ 200 dB(参量)
参量低频(SLF)0.5–7 kHz0.5–6 kHz
接收通道128 个换能器单元 / 288 路 ADC64 个换能器单元 / 144 路 ADC

数据来源:Teledyne RESON 官方产品彩页 PLD16540-5。两型深度范围均为 10–11,000 m;穿透性能视当地底质与环境条件而定。

应用场景

■ 海洋工程地质勘察与深水钻探选址调查

■ 海底管线 / 电缆路由调查与埋深检测(支持铺缆犁设备保障)

■ 沉积过程研究:水道-堤岸体系、沉积滑坡、深海洋流、冰川过程

■ 天然气水合物调查——气体羽流同步测绘 + 地层游离气/水合物识别

■ 海底地质结构填图:泥火山、热液口、结核区、断层成像

■ 大洋科考全海深地质地球物理综合调查

■ 海上风电场与海上基础设施选址预勘察、地质灾害风险评估

■ 沉埋管线与海底考古点探测

■ 沉积物取样结果的声学外推——以连续剖面延展离散取样站位的地层信息

■ 区域气候与洋流对沉积过程影响的气候变化研究

官方实测数据实例

■ POLARSTERN 极地考察船:水深 3,350 m 记录到超过 200 m 穿透的地层剖面

■ METEOR 考察船:安哥拉海盆 450 m 水深、50 m 穿透的致密沉积层序(2008)

■ ISABU 调查船:水深 1,200 m 记录到超过 120 m 穿透的沉积地层

■ 大西洋 500 m 水深地层沉积记录 / 550 m 水深 80 m 穿透斜坡沉积记录

■ 韩国近海 340 m 水深:4 kHz 参量低频高分辨率地层数据

数据实例摘自 Teledyne RESON 官方技术资料。

相关技术资料

ParaSound P70 官方产品彩页(PLD16540-5,英文) (PDF)

■ 中文技术资料与投标参数文件,欢迎来电垂询:010-8859 4300,或发邮件至 sales@wedynamics.com.cn。

与深水多波束协同作业——一套船,一条完整地球物理测量链

ParaSound P70 换能器船底固定安装,不占用拖曳设备,几乎任何海况下均可与多波束测深、地震测量同步开展;其工作模式同时涵盖多波束浅地层剖面与多波束测深模式。与 Teledyne RESON SeaBat 深水多波束组成标准深水测量链——多波束负责海底地形高精度全覆盖,P70 负责地形之下的地层结构穿透成像,一次走航同时获得海底之上与海底之下的完整数据。

船载深水多波束测深系统解决方案——深水多波束方案详解

船载深水多波束测深系统——SeaBat 深水系列产品页

RESON™ 深水多波束探测载荷(ROV/AUV)——深水多波束无人平台载荷

参见

Parasound™ 中深水地层剖面系统——Teledyne Parasound 品牌页,含参量阵原理、官方实测数据与系统配置详情

船载中深水地层剖面系统解决方案——方案详解与国内装船业绩

船载深水多波束测深系统解决方案——与地层剖面同步作业的深水地形测量方案

EdgeTech 3400 便携式浅地层剖面仪拖体(官方彩页)

EdgeTech 3400 便携式浅地层剖面仪拖体(官方彩页)

ParaSound 参量阵浅剖沉积地层成像(官方资料)

ParaSound 参量阵浅剖沉积地层成像(官方资料)

应用案例

MARUM 孟加拉扇沉积结构高分辨率成像
2024 年 2–4 月,德国 MARUM/不来梅大学 RV SONNE SO304 航次在孟加拉湾孟加拉扇,以 P70 参量低频 4 kHz 获得分米级分辨率剖面,连续成像上部约 100 m 地层,直接支撑岩芯站位优选。
来源:PANGAEA 数据中心/航次报告
GEOMAR 哥斯达黎加俯冲带冷泉与海底滑坡调查
2010 年,德国 GEOMAR SONNE SO206 航次在哥斯达黎加外海以 P70 全天候作业,穿透 50–100 m 地层,识别 BGR 滑坡体与冷泉碳酸盐丘,成图网格达 10–25 m。
来源:IFM-GEOMAR 航次报告
南海浅层天然气水合物勘查
2012 年,广州海洋地质调查局“海洋六号”船在南海东沙海域以 P70 浅剖(18/4 kHz)结合三维地震锁定海底 8–30 m 浅层水合物,服务 GMGS-2 钻探选址。
来源:《Acta Oceanologica Sinica》

    Teledyne ParaSound 是 Teledyne RESON 全新一代船载固定式参量阵浅地层剖面系统:依托参量阵非线性效应,两组高频主信号(18–21 kHz / 18.5–24 kHz 可调)在水中自解调出低频二次信号,兼具高频窄波束分辨率与低频大深度穿透力,覆盖 10 米至 11000 米全海洋水深。P35 型号地层穿透深度超 150 米,高性能款 ParaSound P70 可达 200 米;98 kHz 单通道采集、24 位数模转换、作业航速最高 15 节,一次走航即可同步输出高分辨率海底地形、地层结构与水体剖面数据。

相关参数

一、系统主要技术指标(Teledyne 官方数据)
参数指标
声学指标
工作原理参量阵(非线性差频)
主高频(PHF)18–24 kHz
参量低频(SLF)0.5–7 kHz
参量高频(SHF)37–42 kHz
电子发射功率70 kW
发射声源级245 dB(主高频)/ 206 dB(参量)re 1µPa @1m
波束宽度4.5°
接收通道128 个换能器单元 / 288 路 ADC
最大输出采样率12 kHz
参数指标
探测性能
深度范围10–11,000 m
地层穿透深度>200 m(取决于当地底质与环境条件)
垂向(沉积层)分辨率可达 <15 cm
最大测距分辨率6 cm
水柱记录垂向分辨率最大 6 cm
参数指标
运行与接口
多脉冲能力最多 16 个同步 pings(QED 多脉冲 / 脉冲串多脉冲)
最大发射速率16 Hz
发射脉冲CW 连续波 / FM Chirp 调频,脉冲长度 0.17–25 ms
工作模式参量 & 常规浅地层剖面;全运动稳定窄波束单波束测深
运动补偿横摇 ±15° / 纵摇 ±10° / 艏向 ±10° 稳定,升沉修正
数据格式ASD、PS3、SEG-Y
输入接口三维运动传感器、GPS、表层声速计
输出接口水深数据、绘图仪及通用计算机接口(实时/离线)
二、安装与环境要求
项目要求
换能器安装船底固定安装
收发机安装空调房间内安装
操作温度0 ℃~+40 ℃
存储温度-10 ℃~+65 ℃
相对湿度10%~90%(无冷凝)
电源220 VAC±10%、47–63 Hz
三、系统标准组成

■ P70 换能器阵列(含换能器模块、换能器电缆、安装支架与紧固件)

■ P70 收发机(模拟电子单元、数字电子单元、接口单元、遥控开关盒、连接缆)

■ 数据采集处理工作站 + KVM(显示器、键鼠)

■ ParaStore 数据采集、控制与后处理软件(采集/显示/存储/参数设置/接口管理/后处理)

■ HydroMap Control 系统控制软件(全面质量控制、用户管理、自动报警)

■ 系统备件与安装附件 + ParaSound 专用工具箱

■ 不间断电源(UPS)

■ 系统说明手册、主要设备尺寸及图纸(纸质 + 电子版)

■ 安装、调试、检验与现场培训服务

四、国内典型用户
序号用户单位安装平台 / 船舶交付年份
1自然资源部青岛海洋地质研究所“海洋地质 9 号”2014
2自然资源部广州海洋地质调查局“海洋地质 4 号”2015
3自然资源部广州海洋地质调查局“海洋地质 10 号”2016
4中国大洋协会“大洋二号”2018
5自然资源部广州海洋地质调查局“海洋地质 6 号”2018
6自然资源部第一海洋研究所“向阳红 18”2019
7国家海洋局深海基地管理中心“深海一号”2019
8自然资源部广州海洋地质调查局大洋钻探船辅助船2021
9自然资源部北海技术中心浮标测量船2022
10同济大学科考船2023
11中国科学院南海海洋研究所科考船2025

从“海洋地质”系列调查船到大洋钻探船,ParaSound P70 已成为国内深水地层剖面调查的主力装备。

用户名单整理自公开投标信息;如果对设备感兴趣,欢迎来电垂询。

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