深海资源勘探近年来发展迅速,在全球资源争夺战中,各国勘探技术不断发展和改善,随着计算机技术、传感器技术的不断深入,各种技术应用到资源勘探设备研发中,研发出实用型高精度的勘探设备将成为关键。深海沉积物温度梯度是地热探测一个重要组成部分,因为地热探测包括温度梯度探测和热流探测,而热流探测必须依托温度梯度数据。天然气水合物的稳定带受海底温度、沉积层地温梯度、压力、沉积物气体成分和流体盐度等影响,地温梯度值是确定水合物稳定带厚度的一个重要参数。随着我国天然气水合物勘探和开发的程度越来越高,开展大比例、高密度海底沉积物原位温度梯度测量可以给天然气水合物勘探和开发提供更多的海底地热信息。广州海洋地质调查局(下称广海局)拥有由我国自主设计、自行建造的第一艘具有国内一流、国际先进水平的天然气水合物综合调查船---“海洋六号”,也是目前世界上第一艘配置较完善的综合地质地球物理调查船。近年来广海局对中国南海海域以及太平洋海域进行了大量的科学考察,取得了很多成就。同时,天然气水合物的勘测还需要更加精良简便的探测工具来进行探测。本课题的研究的目标是为广海局“海洋六号”科学考察船ROV (Remote Operated Vehicle)机器人研发一种深海沉积物温度梯度探测作业工具。该设计的机械结构设计必须满足测量精度和功能需要,同时适应各种恶劣环境,如高压、高腐蚀性。其形状设计如针,称为“针鱼型”,方便插入沉积物内。探针系统测控电路由ADuc845控制模块,温度检测、姿态检测、数据存储、电源模块、数据通信、时钟模块等构成。通过对多种热敏传感器进行测试比较,选择了5个具有互差性很小的高精度传感器,组成多通道均匀梯度安装的温度检测模块。探针系统软件由下位机软件和上位机软件构成。上位机使用Visual Basic语言,采用多线程编程技术,实现数据读取、处理、剔除和修正。下位机软件在keil51编程环境下实现,采用模块化编程思想,方便编程调试。温度数据以excel文档形式存储,可以连接Matlab进行处理,采用多种数据处理方法,将数据分段线性化,达到提高测温精度目的。在广海局室内恒温槽和我国西沙群岛海域进行多次试验,利用高精度的恒温槽、CTD (Conductance电导,Temperature温度,Depth深度)温盐深勘测器、MTL (Micro Temperature Lister)热流探针等设备对本设计进行标定、校准,以保证采集数据精度达到0.01℃,分辨率小于0.005℃。本研究成果已应用于“海洋六号”科学考察船ROV机器人进行深海沉积物温度梯度的探测中。