[發(fā)明專利]一種海洋環(huán)境剖面觀測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410829890.7
• 申請(qǐng)日: 2014-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104567828A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉貴杰;王新寶;王安憶;何銳;連軍帥;李俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué);青島光明環(huán)保技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01C13/00
• 分類號(hào): G01C13/00
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種海洋環(huán)境剖面觀測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著人類科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)陸地資源的開(kāi)采已經(jīng)越來(lái)越深入，也導(dǎo)致陸地資源頻臨枯竭，人們把眼光投向比陸地更廣闊的大海，海洋蘊(yùn)藏著比陸地多得多的資源。為了更好地利用海洋資源，就需要對(duì)海洋環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集。

為實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境參數(shù)的采集，世界各國(guó)都開(kāi)發(fā)了各自的海洋環(huán)境剖面觀測(cè)系統(tǒng)。有的采用陸地絞車的形式，但是這類陸地絞車在監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境時(shí)有局限性。日本NKG?OCEAN公司研制了ASE-3型水下絞車用于檢測(cè)海洋環(huán)境，其采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，對(duì)控制、能源、傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行了密封，采用SUS304不銹鋼、PVC等耐腐蝕材料制作而成。美國(guó)Interocean?system公司研制的VPS系列水下絞車體積龐大，重量較重，采用自由排纜方式，使用直徑較大的窄圓盤，提高了系統(tǒng)的可靠性。

但是，這些海洋環(huán)境剖面觀測(cè)系統(tǒng)會(huì)受母船的束縛，人力物力成本巨大，系統(tǒng)在海中漂浮時(shí)會(huì)遇到纏繞水草和碰撞等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海洋環(huán)境剖面觀測(cè)系統(tǒng),其提高了絞車的可靠性，進(jìn)而增加了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不受母船的束縛，減少了人力物力成本，也避免了系統(tǒng)在海中漂浮時(shí)纏繞水草和碰撞等問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：這種海洋環(huán)境剖面觀測(cè)系統(tǒng)，其包括水下系留絞車系統(tǒng)、傳感器集成浮球單元、聲學(xué)釋放器單元；水下系留絞車系統(tǒng)包括基座、絞車、絞車控制單元，基座和絞車通過(guò)絞車控制單元控制聲學(xué)釋放器實(shí)現(xiàn)連接和分離；傳感器集成浮球單元包括浮球、溫鹽深剖面感測(cè)器CTD、海面觀測(cè)及波浪測(cè)量傳感器ADCP，浮球通過(guò)無(wú)電纜繩索與絞車相連，在海洋中靠自身浮力上升并被絞車牽引而下降；聲學(xué)釋放器單元與絞車控制單元連接。

由于浮球在海洋中靠自身浮力上升并被絞車牽引而下降，絞車通過(guò)絞車控制單元來(lái)控制，所以提高了絞車的可靠性，進(jìn)而增加了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；聲學(xué)釋放器單元在接收母船上的指令后，通過(guò)絞車控制單元來(lái)將水下絞車與基座分離開(kāi)，分離后的水下絞車依靠其自身的正浮力浮到水面，實(shí)現(xiàn)回收。整體系統(tǒng)在工作時(shí)可以置于海底，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，所以能夠不受母船的束縛，減少了人力物力成本，也避免了系統(tǒng)在海中漂浮時(shí)纏繞水草和碰撞等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的海洋環(huán)境剖面觀測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，這種海洋環(huán)境剖面觀測(cè)系統(tǒng)，其包括水下系留絞車系統(tǒng)、傳感器集成浮球單元、聲學(xué)釋放器單元；水下系留絞車系統(tǒng)包括基座、絞車、絞車控制單元，基座和絞車通過(guò)絞車控制單元控制聲學(xué)釋放器實(shí)現(xiàn)連接和分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的回收；傳感器集成浮球單元包括浮球、溫鹽深剖面感測(cè)器CTD(Conductance?Temperature?Depth，也稱為溫鹽深儀，是一種用于探測(cè)海水溫度，鹽度，深度等信息的探測(cè)儀器)、海面觀測(cè)及波浪測(cè)量傳感器ADCP(Acoustic?Doppler?Current?Profilers，聲學(xué)多普勒流速剖面儀，能直接測(cè)出斷面的流速剖面、具有不擾動(dòng)流場(chǎng)、測(cè)驗(yàn)歷時(shí)短、測(cè)速范圍大等特點(diǎn)。目前被廣泛用于海洋、河口的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)查、流速和流量測(cè)驗(yàn)等)，浮球通過(guò)無(wú)電纜繩索與絞車相連，浮球在海洋中靠自身浮力上升并被絞車牽引而下降；絞車的作業(yè)控制程序可根據(jù)浮球接收的實(shí)驗(yàn)室指令進(jìn)行修改；聲學(xué)釋放器單元與絞車控制單元連接。

由于浮球在海洋中靠自身浮力上升并被絞車牽引而下降，絞車通過(guò)絞車控制單元來(lái)控制，所以提高了絞車的可靠性，進(jìn)而增加了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；聲學(xué)釋放器單元在接收母船上的指令后，通過(guò)絞車控制單元來(lái)將水下絞車與基座分離開(kāi)，分離后的水下絞車依靠其自身的正浮力浮到水面，實(shí)現(xiàn)回收。整體系統(tǒng)在工作時(shí)可以置于海底，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，所以能夠不受母船的束縛，減少了人力物力成本，也避免了系統(tǒng)在海中漂浮時(shí)纏繞水草和碰撞等問(wèn)題。

另外，絞車控制單元通過(guò)雙向絲杠式機(jī)械排纜，并通過(guò)全液壓伺服系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)。這樣大大提高了絞車的可靠性，進(jìn)而增加了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

另外，水下系留絞車系統(tǒng)還包括充電電池作為絞車的電源。這樣實(shí)現(xiàn)在無(wú)人值守的情況下對(duì)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行立體剖面檢測(cè)。

另外，水下系留絞車系統(tǒng)還包括壓力傳感器，其采集壓力信息來(lái)獲知潮汐數(shù)據(jù)，從而得到潮起潮落的數(shù)據(jù)規(guī)律。