本項研究使用的是一個(gè)定制的著(zhù)陸器，并為此提供了一個(gè)獨特的平臺，該平臺在促進(jìn)新底棲生物或近海底科學(xué)研究的科學(xué)測量方面有廣泛的應用。這個(gè)復雜和多樣的著(zhù)陸器基礎儀器包括溶解氧通量或“渦流相關(guān)”傳感器（丹麥unisense公司）、聲納可用于定位海底距離和輪廓銑，下水柱中的懸浮顆粒的測量和物質(zhì)高分辨率水流速測量。傳感器套件由一個(gè)自動(dòng)化的水采樣器，樣品的收集和樣品的保存設計了一個(gè)編程樣品容量和收集時(shí)間。這些海水樣品適合于測定接近海床區域的溶解無(wú)機營(yíng)養素水平。內聯(lián)過(guò)濾器被用來(lái)評估每次采樣時(shí)微粒濃度。作為英國SBS計劃的一部分，研究人員在2014年3月至2015年9月利用“發(fā)現號”科學(xué)考察船進(jìn)行了一系列科學(xué)考察。在這個(gè)對凱爾特海4個(gè)主要科考點(diǎn)進(jìn)行了科學(xué)考察。研究使用的小型著(zhù)陸艙的部署地點(diǎn)測試的數據提供了各種以海床為基礎的科學(xué)研究條件。

圖1、小型穩定底棲著(zhù)陸器的關(guān)鍵部件示意圖。此微型穩定著(zhù)陸器本質(zhì)上是一個(gè)帶有三腳架的鋁支撐架，在框架的每條腿上安裝了100公斤鉛的鎮流器，這種設計的實(shí)現是為了鼓勵框架在垂直方向上的部署。中間部分連接有渦動(dòng)測試系統并聯(lián)用氧氣微電極傳感系統，該傳感系統采用了一種脆弱的、快速響應的溶解氧微傳感器，需要專(zhuān)門(mén)的處理技術(shù)。該著(zhù)陸器安裝了兩個(gè)聲學(xué)應答器，可用于提供框架的水下距離信息。聲學(xué)應答器還可用于激活水下機械釋放系統，以便為著(zhù)陸器框架部署備份恢復系統。

圖2、渦動(dòng)相關(guān)的傳感設置示意圖，包括渦動(dòng)部分和氧電極傳感器。采樣通常位于矢量聲敏感陣列中，也就是位于中央平面傳感器表面以下15cm處。矢量的速度測定位置與溶解氧傳感器上細端對應位置在海床上方的方向距離為10-50cm。

圖3、isense公司生產(chǎn)的渦流相關(guān)系統，采用溶解氧微傳感器、光電溶解氧傳感器和矢量水下速度計。如圖所示，此著(zhù)陸器框架的上部安裝了控制器和外部電池組。該控制器可以預先編程，從一個(gè)專(zhuān)門(mén)的快速反應的氧微傳感器收集溶解氧的數據，該傳感器被封裝在一個(gè)易碎的玻璃外殼中。還記錄了用矢量水下速度計產(chǎn)生的高頻水流速度讀數。

圖4、unisense渦流相關(guān)系統及氧微傳感器探頭在DY030研究巡航中的獲得的測試數據響應。Unisense渦動(dòng)系統收集水流速和微傳感器溶解氧測量值的典型耐久性約為2.5天，最大采樣速率為每秒64個(gè)樣本(64Hz)。為了防止傳感器的損傷，需要對基于快速采樣溶解氧微傳感器的易碎玻璃包膜進(jìn)行特殊處理。本研究中中使用的主著(zhù)陸器系統需要仔細部署和恢復程序，以防止渦流相關(guān)系統，特別是玻璃微傳感器受到損壞。圖中所示的數據為2015年5月DY030研究巡航期間使用Unisense溶解氧微傳感器在底棲生物G的調查點(diǎn)部署前的相關(guān)數據響應。

圖5、顯示了更詳細的微型穩定框架的unisense渦動(dòng)系統在海底的泊布置使用圖。選用標準的弓形螺釘銷(xiāo)鍍鋅卸扣，將不同的系泊組件連接在一起。在小型穩定著(zhù)陸器框架和500公斤鑄鋼錨重之間使用300米長(cháng)、12毫米直徑、兩端鍍鋅硬眼鋼纜作為系泊海床的地線(xiàn)。

圖6、圖a表示的是小型穩定著(zhù)陸器部署前的準備。圖b表示的是在微型穩定框架下設置的氧傳感器和校準渦動(dòng)裝置部分示意圖。

圖7、最后一步是回收拋錨，將斷錨的剩余部分小心拉回水面浮繩，在拖網(wǎng)打撈過(guò)程小型著(zhù)落器時(shí)，框架上的部分電纜只受到了輕微的損傷，框架下方脆弱的渦流相關(guān)傳感器完好無(wú)損，包括基于玻璃包膜的溶解氧微傳感器。

圖8.英國DY034號研究巡航船應用unisense渦動(dòng)系統所測得的底棲生物a測量點(diǎn)60秒剖面的原始溶解氧和同處原始水下垂直速度分布圖。每個(gè)圖中都添加了滾動(dòng)或移動(dòng)平均線(xiàn)，以生成黑色的測量趨勢線(xiàn)。這些原始數據圖似乎表明微傳感器測得的溶解氧濃度的變化量與矢量測得的水下垂直速度的變化量之間存在某種程度的相互作用。通過(guò)對這些原始數據進(jìn)行復雜分析，能得出溶解氧對沉積物通量的估計。

圖9、拖網(wǎng)打撈后，框架下方渦流相關(guān)系統的玻璃氧微傳感器和渦動(dòng)矢量部分仍完好無(wú)損。