[發明專利]一種便攜式無纜定點剖面儀

有效

• 申請號: 201410129762.1
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103940411A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 趙加鵬;張云海;王思麗;陳韶華;熊鍵;陸曉明
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一〇研究所
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李之壯;仇蕾安

技術領域

本發明涉及一種便攜式無纜定點剖面儀，屬于海洋監測技術領域。

背景技術

海洋環境測量是海洋科學發展的基礎，世界各國及世界海洋組織都十分重視對海洋環境的監測，對海洋特征信息進行的測量從未停止過。快速、準確的實時測量技術，是當今社會對海洋環境監測提出的新要求，也是現代海洋科學一個重要研究領域，其研究成果可為海洋開發、國防建設、海洋漁業及其他類型的商業活動提供及時的海洋資料和迅速準確的決策依據。

Argo浮標和有纜剖面儀是目前最主要的兩種剖面觀測手段。Argo浮標通過調節自身浮力實現剖面運動，但由于不具備水平位置修正功能，容易隨波逐流，無法實現對固定海域進行長期連續的剖面監測；有纜剖面儀主要由主浮體、升降平臺、錨系等組成，具備定點剖面觀測能力，但其結構復雜、體積大、質量重、使用不便。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，設計一種便攜式無纜定點剖面儀，該剖面儀針對現有剖面監測手段能力的不足，并能適應特殊任務和復雜環境工作，可通過飛機快速投放，實現對固定海域的長期、連續、立體監測。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種便攜式無纜定點剖面儀，包括耐壓殼體、油囊、浮力調節裝置、水聲通信裝置、控制板、陀螺儀、舵機、鰭舵、衛星天線和CTD傳感器；

其特征在于：所述耐壓殼體由前至后依次分為圓柱段、弧形過渡段和圓錐臺段，所述油囊、浮力調節裝置、水聲通信裝置和控制板沿軸向順序固定安裝在所述耐壓殼體的圓柱段內；所述油囊與所述浮力調節裝置連接，所述水聲通信裝置和控制板通過線路連接，所述陀螺儀安裝在所述耐壓殼體的弧形過渡段內，所述舵機安裝在所述耐壓殼體的圓錐臺段內，所述鰭舵安裝所述耐壓殼體的圓錐臺段外壁處；所述衛星天線、CTD傳感器并列安裝在所述耐壓殼體的后端面，所述控制板還分別與浮力調節裝置、陀螺儀、衛星天線和所述CTD傳感器相連。

其工作過程在于：所述剖面儀通過船載或機載布放入水后，所述控制板上電工作，控制板通過控制衛星天線進行衛星定位和通信，并記錄定位信息和裝訂控制指令；

所述控制板控制浮力調節裝置減小油囊體積，剖面儀負浮力時開始下沉，若剖面儀水平位置偏離量超出預設值，則控制板通過陀螺儀導航控制舵機改變鰭舵角度，從而實現剖面儀水平位置的修正，剖面儀到達設定深度下限后上浮；

所述控制板通過控制浮力調節裝置增大油囊體積，剖面儀正浮力時開始上浮，到達設定深度上限后出水；

在上浮或下沉工作中，剖面儀通過控制CTD傳感器實現水文要素的采集，可通過控制水聲通信裝置實現水聲通信。

本發明的優點和有益效果在于：

一、剖面儀采用在下沉過程中操舵實現水平位移修正的方式，能夠將垂直往復式運動和水平位移修正技術相結合，不操舵時可提高垂直往復式運動的穩定性，操舵時可降低穩定性、提高機動性，不僅使剖面儀具有系統輕巧、技術成熟、成本低、可靠性高等特點，而且具備大范圍水平位移修正的能力；

二、油囊具有3L體積，浮力調節裝置具有1000m水深使用能力，剖面儀運動速度可達4kn，可用于強流海域海洋環境要素觀測，能克服海洋密度躍層的影響；

三、通過水聲通信裝置，單臺剖面儀可坐底對水下移動目標進行水聲探測，多臺剖面儀可聯合坐底組成探測網提高水聲探測距離和精度，多臺剖面儀還可組網實現對固定海域的聯合觀測。

本發明的便攜式無纜定點剖面儀主要性能指標如下：

1）探測要素：海水溫度、鹽度和密度分布

2）最大工作水深：1000m

3）水下連續工作時間：3個月

4）數據傳輸方式：衛星

5）質量：不大于70kg

6）水平位移修正精度：不大于50m（CEP）

7）水下組網通信范圍：不小于3km

8）端對端延遲：不大于3.5s

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的工作流程圖。

其中，1-耐壓殼體；2-油囊；3-浮力調節裝置；4-水聲通信裝置；5-控制板；6-陀螺儀；7-舵機；8-鰭舵；9-衛星天線；10-CTD傳感器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式作進一步描述，以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。