深海大陆坡、海盆区域水深可达数千米,这里远离海面扰动,但暗流、内波、底层环流时刻在运动。和近海环境不同,千米深海没有光照,水体结构稳定,却存在大范围弱流速环流,海底地形起伏多变,局部强底流会直接影响深海工程、潜标系统与深海科考作业。想要获取全剖面三维流速数据,普通中高频ADCP声波衰减快,无法抵达千米水深;传统低频ADCP又存在波束控制能力弱、剖面分辨率不足的问题。

偶信科技海洋型相控阵75K ADCP,产品型号:Ocean-ADCP-75-PA4,依托75kHz低频声学与相控阵波束调控技术,实现千米级深海长剖面流场观测,为深海流场“把脉”提供可靠手段。
一、千米深海观测困境:远距声波传输与复杂流场的双重考验
千米深海的水文观测,难点首先来自声波传播规律。海水对高频声波吸收衰减严重,几百千赫兹的ADCP仅适用于近海,无法穿透上千米水体。想要实现大深度剖面测量,必须选用低频声学频段,但传统低频ADCP多采用固定换能器波束,波束角度不可调整。当海底地形陡峭、存在海山与斜坡时,固定波束容易打到倾斜底面上,造成底跟踪失效,流速数据出现偏差。
与此同时,深海并非静止水体。深海内波、底层环流、浊流事件都属于大尺度动力过程,很多区域流速微弱,信号信噪比偏低。潜标、深海观测平台长期布放时,平台自身微小晃动,也会叠加到流速测量结果中,干扰真实流场判断。传统低频ADCP要么探测深度不足,要么波束适应性差,很难兼顾千米穿透能力与剖面测量精度,深海长时序流场观测长期面临设备选型难题。偶信科技海洋型相控阵75K ADCP,正是针对千米深海环境痛点开发,把低频远距离探测能力和相控阵波束灵活调控结合在一起。
二、75kHz低频声学体系:实现千米级水体声波穿透
75kHz属于低频声学频段,海水对该频段声能量吸收系数小,声波传播损耗低,具备天然的远距离探测优势,能够实现千米级水体剖面测量,覆盖深海大陆坡与海盆区域。

相控阵阵列替代传统独立换能器,通过电信号相位调控,完成波束指向的动态调整,不再局限固定波束角度。面对海山、斜坡这类非平坦海底,仪器可以实时微调波束指向,减少斜底回波干扰,提升底跟踪稳定性。在深海弱流环境下,设备优化多普勒信号采集电路,放大微弱回波信号,有效提取低速水体的多普勒频移,捕捉深海底层弱环流。整套声学方案,解决了传统低频ADCP“看得远但适应性差”的短板,在千米深海稳定获取从近底向上的连续流速剖面。
三、深海级整机可靠性:适配长期潜标无人值守作业
深海环境水压巨大,千米水深的静水压会对仪器壳体、密封结构带来严苛考验,同时深海低温、有机质附着,也会长期影响设备稳定性。偶信科技海洋型相控阵75K ADCP采用高强度耐压壳体,耐压余量充足,可满足千米深海长期浸泡需求,密封结构经过多轮水压循环测试,规避深海渗漏风险。
整机采用低功耗硬件架构,偶信科技自容式相控阵75K ADCP适配深海潜标、锚系平台,能够支撑跨年度的无人值守连续采样。内置高精度姿态传感单元,实时监测载体姿态变化,当潜标受深海流冲击发生摇摆时,自动完成姿态解算补偿,剔除平台晃动带来的测速误差,还原水体真实流速流向。设备可稳定输出三维流速、回波强度等多维度数据,即便遇到间歇性浊流扰动,算法也可以区分水体杂波与有效信号,保障数据完整性。
四、多元深海应用场景:支撑深海科研与工程安全评估
在物理海洋科研领域,该设备可搭载于深海潜标,长期监测深海环流、内波演变规律,研究大洋物质能量输送,为全球海洋环流模型积累实测数据。在深海工程领域,可用于深海管线、深海工作站选址勘察,监测底层强流,评估海流对水下设施的冲刷与载荷风险。
此外,偶信科技直读式相控阵75K ADCP也可搭载于深海调查船,开展走航式大范围深海断面普查,快速获取千米水深流场分布。面对深海突发浊流事件,仪器可以持续记录流场动态变化,为浊流机理研究提供一手剖面数据。从大洋基础科研到深海工程环境评价,这套设备都能够输出标准化水文数据,填补深海大深度流场观测装备应用缺口。
总结
千米深海流场观测,核心挑战在于低频声波远距离传输、复杂地形下波束稳定性以及长期无人值守的设备可靠性。偶信科技海洋型相控阵75K ADCP依托75kHz低频声学实现千米水体穿透,搭配相控阵波束动态调控技术,克服海山斜坡地形带来的底跟踪难题;再辅以深海耐压防护、低功耗电路与姿态补偿算法,兼顾探测深度与测量稳定性。
它突破传统低频ADCP波束固定的局限,适配潜标定点长期观测、船载走航普查等多种布放形式,支撑深海大洋动力研究、深海工程环境勘察等业务。随着我国深海探索步伐持续加快,相控阵低频ADCP将成为深海流场观测的核心装备之一,持续为深海环境探测、大洋科学研究提供精准可靠的剖面流速数据,助力揭开千米深渊暗流的真实面貌。



