[發明專利]小型機載投擲式海洋剖面探頭下沉模型的實驗裝置

有效

• 申請號: 201210259440.X
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN102927991A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 翁興國;葉松;陳振濤;張傳亮;堯怡隴;王敬東;王曉蕾;焦冰;陳曉穎;慕新倉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學氣象學院
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C13/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌;唐循文

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技術領域

本發明屬于海洋探測器技術領域，尤其涉及一種測量海洋水文要素的小型機載投擲式海洋剖面探頭下沉模型的實驗裝置。

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背景技術

拋棄式海洋剖面探頭主要應用于獲取海流流速、溫度、聲速、鹽度等海洋水文環境剖面參數。探頭釋放后入水深度隨時間的變化關系是決定剖面參數分布探測精度的關鍵之一（這類探頭一般不設專門的深度傳感器）。小型機載投擲式海洋剖面探頭下沉模型的實驗裝置用于測量剖面探頭入水深度隨時間的變化關系。依據實驗結果，驗證探頭的外形、結構設計以及運動特性是否滿足測深精度的需求。

國內在機載投擲式海洋剖面探頭下潛模型方面研究較少，國家海洋局海洋技術中心參照AXBT的原理，研制了機載投棄式溫鹽深浮標。目前，剖面探頭運動特性的驗證實驗大多在水箱中進行，用高速攝影機和高速錄像拍攝記錄探頭下沉運動狀態全過程，通過對高速攝影膠片判讀并采用計算機對原始數據進行光順、擬合、等份等手段，得到入水深度隨時間的變化關系。韓光等同樣采用高速攝像技術，將探頭懸掛在3.5m水深的實驗水箱上方，選擇從四個不同高度釋放，增加相應的入水速度，然后將不同高度的軌跡銜接在一起，獲得全過程的下沉軌跡，但每次探頭入水前與水面存在沖擊，對水面及探頭周圍水流的影響較大，影響實驗結果的精度。

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發明內容

解決的技術問題：本小型機載投擲式海洋剖面探頭下沉模型實驗裝置，測試剖面探頭下沉運動特性的量程范圍比較大，不僅可以在實驗室水箱內進行實驗，而且可以在水深大于10m的水域進行實驗。

技術方案：小型機載投擲式海洋剖面探頭下沉模型的實驗裝置，包括：控制計時器、電磁鐵、光電傳感器、反光片、卡槽、剖面探頭、滑輪組、托盤浮體、支架、電源和釋放線；釋放線一端與剖面探頭連接，另一端固定在固定端上，支架設于托盤浮體上；光電傳感器、滑輪組、卡槽安裝在支架上；電磁鐵設于托盤浮體的底部，電磁鐵的通斷電受控制計時器的控制，并以此控制剖面探頭的釋放；反光片固定在光電傳感器與固定端之間的釋放線上，且放置在卡槽內；設定釋放線的長度來控制剖面探頭的下沉深度。

所述反光片設于光電傳感器與固定端之間的釋放線上，通過調整光電傳感器另一側釋放線的長度來預設不同的下沉深度。

所述卡槽作為導軌，反光片在卡槽內移動。

所述控制計時器與電源連接。

所述滑輪組中間滑輪的下邊緣切線低于前后兩個滑輪上邊緣的切線。

所述釋放線自由漂浮在水中，留有2cm釋放線在反光片和固定端之間。

所述光電傳感器固定在支架上，反光片通過觸發光電傳感器，控制計時器停止計時。

該裝置依靠電磁鐵將剖面探頭吸附在托盤浮體的底部。

原理：

1、根據預期的設計方案，設定釋放線的長度來控制剖面探頭的下沉深度，確保釋放線大部分自由漂浮在水中，留有2cm釋放線在反光片和固定端之間。

2、實驗人員先將剖面探頭牢固的系在釋放線上，另一端固定在固定端上。

3、將反光片預置在光電傳感器與固定端之間，距離光電傳感器2cm的釋放線上，并將其安放在卡槽內。

4、上述步驟準備完畢后，打開控制計時器電源，繼電器觸點閉合，將剖面探頭吸附在托盤浮體底部的電磁鐵上。

5、按下控制計時器上的“開始”鍵，繼電器觸點斷開，電磁鐵斷電，探頭主要在自身重力、浮力的共同作用下開始下沉，控制計時器開始計時，實時將計時時間顯示在顯示器上。

6、探頭下沉到設定的深度后，釋放線被拉直，帶動反光片觸發光電傳感器，控制計時器停止計時，并將最終的計時時間顯示在顯示器上。

7、記錄顯示器上顯示的時間數據并回收探頭，完成一次實驗操作。

8、依照上述步驟，可以進行剖面探頭不同深度，不同質量的實驗操作。