[發明專利]一種自持式海洋環境監測系統

無效

• 申請號: 200710015688.0
• 申請日: 2007-06-06
• 公開（公告）號: CN101318541A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 李思忍;陳永華;龔德俊;徐永平;姜靜波;郝菁;宋晨光
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: B63B22/18
• 分類號: B63B22/18;G01V1/38
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 張志偉

技術領域：

本發明屬海洋環境立體監測技術領域。具體來講，它是一種借助于水體的能量，用于特定海域對水體參數進行長期、定點、實時、立體監測的自持式海洋環境監測系統。

背景技術：

21世紀是海洋的世紀，海洋要素現場觀測對海洋學研究、海洋工程建設和海上國防安全等諸多方面具有深遠的意義。比如近年來氣候的劇烈變化，恰恰是由大氣和海洋共同作用的結果，且受海洋的影響較大，因為海洋表層儲存的熱量比大氣多1000倍。而海洋存儲熱量的多少受海流、鹽度等條件的影響，通過測量鹽度可使研究人員弄清海流和海洋上降雨量的變化，從而研究其對氣候的影響。再如利用自持性漂浮儀提供的數據，可畫出海洋的氣象圖，用到計算機氣象預測模型上，從而預報如厄爾尼諾等季節性變化的氣象現象，等等。因此，海洋溫度、電導率、海流等要素的測量具有非同尋常的意義。與大氣的快速變化相比，海洋的變化則慢得多。由于海洋要素隨時間和空間的變化比較緩慢，為了研究某一現象，往往需要對定點的垂直剖面或多點的水平剖面進行現場持續觀測(可能長達數年)。而海洋觀測依賴于觀測平臺和傳感器，相對于純技術性的傳感器來說，持續觀測會更多的依賴于所能提供的可靠性觀測平臺。以往進行海洋剖面參數的測量，多數由船載傳感器或采用由潛標分層敷設傳感器組來進行。這兩類傳統的測量方法，對于需求越來越大的海洋觀測來說，通常認為是不夠的，或者它們的花費太大——由船載儀器配合絞車往返多次完成測量，即使數天的連續觀測，也會耗費大量人力和財力；采用傳統潛標測量，則需要分層敷設多個傳感器，不但大大增加了設備成本，也必然導致錨系變得復雜，其現場操作難度也隨之提高。隨著海洋要素觀測的需求，近年來不斷出現一些觀測平臺，來彌補傳統觀測方法的不足。像剖面測量浮標這類自持式測量平臺系統已經成為調查研究船只的有效補充，當然它并不是唯一的自持性海洋觀測平臺，它只是相對比較成熟的新技術。近年來，自持性海洋觀測平臺又增加了錨定式剖面測量平臺、自持式海面飛行器、水下滑翔機和無纜自治水下機器人等。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種自持式海洋環境監測系統，通過高效的波浪能傳遞裝置，采用特殊的棘爪機構，直接利用波浪能量迫使測量平臺下潛到海底或預定深度(浪起滑脫，浪伏下潛)；而測量平臺的上浮回程則完全依靠平臺自身的正浮力。本發明旨在提供一種以簡約的方式，形成長期、定點、無人值守的海洋環境要素垂直剖面監測方法。

本發明的技術方案是：

一種自持式海洋環境監測系統，該裝置系統包括海面浮標、測量平臺和錨泊系統。其中錨泊系統又包括錨泊注塑鋼纜、張緊錘、儲鏈、重物錨塊、大抓力錨和鏈接機構等；測量平臺的一側固連著上、下導向機構和棘爪機構，錨泊注塑鋼纜穿過上、下導向機構和棘爪機構，使測量平臺騎附在錨泊注塑鋼纜上；測量平臺上固定著溫鹽深傳感器、浮力浮球和電機電池艙測量平臺的平臺架體外部罩有導流保護罩。

監測系統的上端是漂浮著的海面浮標，它的下端連著錨泊注塑鋼纜，錨泊注塑鋼纜一直近似懸垂至海底，其下端到海底之間又依次連有張緊錘、儲鏈、重物錨塊和大抓力錨，測量平臺依靠棘爪機構騎附在錨泊注塑鋼纜上，整個系統通過重物錨塊和大抓力錨固定在待測海域的海底。

所述的自持式海洋環境監測系統，棘爪機構包括棘爪固定底板、固定半夾槽、可動半夾槽、棘爪轉軸、棘爪轉臂和恢復彈簧，固定半夾槽被固定在棘爪固定底板上，棘爪轉臂的一端連接轉軸，另一端連著可動半夾槽，恢復彈簧被轉軸穿過，且其兩端分別連在固定底板和轉臂上。

所述的自持式海洋環境監測系統，測量平臺包括平臺架體、導流保護罩、溫鹽深傳感器、浮力浮球、電機電池艙。

所述的自持式海洋環境監測系統，電機電池艙由兩端密封端蓋和密封圓筒通過密封緊固螺釘的連接而構成密封殼體，電機電池艙內依次固定著驅動電機、電機電源、電路電源和控制電路。

所述的自持式海洋環境監測系統，驅動電機的電機轉軸伸出電機電池艙，電機轉軸的末端通過凸輪緊固螺釘固定著，凸輪轉動可以推動棘爪機構上的可動半夾槽轉動。

所述的自持式海洋環境監測系統，張緊錘做成流線型，水中重量30kg左右。

所述的自持式海洋環境監測系統，錨泊注塑鋼纜長度為200m左右，內芯鋼絲直徑為7mm左右，鋼絲外層注塑一層塑料，注塑后直徑為11mm左右

所述的自持式海洋環境監測系統，海面浮標主體直徑0.9m左右，儲鏈長度為25m左右，重物錨塊重量200kg左右，大抓力錨長80cm左右。