浅海沉积层探针测量系统是使用浅海沉积层探针快速测量浅海沉积层强度的测量系统。浅海沉积层探针能够测量水下20-200米浅海区域的沉积层强度。它具有操作简单、测量迅速等优点,能够为海洋资源的开发利用、海洋地理地貌的勾勒、国防安全等领域提供重要的信息。沉积层探针具有多种不同类型,从测量原理上可分为多普勒探针、力学探针、加速度探针等。从测量范围上可分为浅海型和深海型两种。从信号传输方式上可分为有线探针和无线探针两种。其中,由于现阶段人类对海洋资源的开发利用主要是在浅海区域进行的,加之海洋环境对声学信号有较大的衰减和折射,因此,浅海型有线探针是现阶段发展的趋势,是沉积层探针的主要研究方向。本文基于加速度探针的测量原理,根据探针的数学物理模型,设计并实现了一种加速度式自由落体浅海沉积层探针,搭建了浅海沉积层探针测量系统。该浅海沉积层探针测量系统,可测量水下20-200米浅海区域的浅海沉积层强度,通过计算弹性模量达到对不同的浅海沉积层强度进行分类的目的。所设计的系统主要由采集单元和甲板单元组成。采集单元包含探针主体、信号线,甲板单元包含数据采集控制箱、计算机。采集电路装载在探针主体内部,投入水下进行测量,并将采集到的加速度数据通过RS-485通信标准进行发送;甲板单元固定在甲板上,数据采集控制箱接收采集单元发送的数据,并通过USB与计算机进行通信;计算机采用Lab VIEW开发了系统控制界面和数据存储程序,并实时显示测量曲线。为了实现对沉积层强度进行分类,从时域和频域两方面进行了数据分析。在时域分析中,通过理论计算弹性模量,对沉积层强度进行分类。在频域分析中,通过离散傅立叶变换获得数据的幅度谱信息,从而区分不同的沉积层强度。为了测试浅海沉积层探针测量系统的性能,进行了以下实验:(1)在实验室环境下,对各种不同饱和度、不同类型的土壤进行了测试,实现了对不同类型土壤的区分。(2)在湖泊环境中,对湖底沉积层进行了测试,验证系统的机械结构和数据传输性能。(3)在已知沉积层类型的浅海区域进行系统整体测试,达到了设计要求。