[發(fā)明專利]一種海氣通量測量浮標(biāo)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710072084.3
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106628004A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金春潔
• 申請（專利權(quán)）人: 金春潔
• 主分類號: B63B22/00
• 分類號: B63B22/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋浮標(biāo)領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種適于在中高海況下使用的海氣通量測量浮標(biāo)。

背景技術(shù)

在相互制約的大氣海洋系統(tǒng)中，海氣通量是反映海洋和大氣相互作用的重要指標(biāo)，顯示了海洋與大氣間的能量交換幅度，可用于分析氣候的形成變化和全球氣候變化，是海洋學(xué)和氣象學(xué)等許多學(xué)科的研究對象。

海洋浮標(biāo)是測量海氣通量的重要設(shè)備，浮標(biāo)體由重力錨系留在海面以上，浮標(biāo)上設(shè)置的傳感器，實現(xiàn)對海氣通量的測量。現(xiàn)有的海氣通量測量浮標(biāo)，多為如圖1 所示的圓盤形單一浮標(biāo)體結(jié)構(gòu)形式。浮標(biāo)體由圓盤標(biāo)體和塔架結(jié)構(gòu)構(gòu)成，圓盤標(biāo)體與塔架結(jié)構(gòu)通過高強度螺栓連接。圓盤標(biāo)體通過系留索由重力錨系留在海中，圓盤標(biāo)體為浮標(biāo)整體提供浮力。圓盤標(biāo)體內(nèi)部配置浮力艙，同時也設(shè)置儀器艙等必要設(shè)施。塔架結(jié)構(gòu)和圓盤標(biāo)體上搭載傳感器，用于測量海氣通量相關(guān)數(shù)據(jù)。太陽能電池板設(shè)置在塔架結(jié)構(gòu)上，用于為浮標(biāo)搭載的傳感器供電以及蓄能。這種浮標(biāo)在近海海洋環(huán)境的低海況下適應(yīng)能力較好，但是，由于其體積和重量過大，在中高海況下穩(wěn)定性差、易傾覆，浮標(biāo)體升沉和搖擺幅度較大，容易導(dǎo)致海氣通量數(shù)據(jù)測量誤差增大，對海氣通量測量有非常大的局限性。

中國發(fā)明專利申請CN103625609A公開的海氣通量測量浮標(biāo)包括浮標(biāo)體、系留系統(tǒng)、水文氣象傳感器，水文氣象傳感器固定在浮標(biāo)體上，系留系統(tǒng)用于系留浮標(biāo)體，采用單點繃緊式系留形式。浮標(biāo)體的標(biāo)體主架由六根封閉式空心圓柱體構(gòu)成，分別與上支撐組件和下支撐組件通過法蘭連接。六根空心圓柱體垂直設(shè)置，六根空心圓柱體上端點和下端點分別在一個水平面上。標(biāo)體主架下端連接的下支撐組件，為封閉式空心圓柱體連接而成的立體結(jié)構(gòu)，成棱椎體狀。下支撐組件上配置儀器艙和浮筒，儀器艙內(nèi)放置蓄電池及數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器與水文氣象傳感器連接。這種浮標(biāo)雖然不容易傾覆，但仍會隨海面波浪而升沉搖擺，影響海氣通量的測量精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種適于在中高海況下使用，測量精度較高的海氣通量測量浮標(biāo)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種海氣通量測量浮標(biāo)，其改進(jìn)之處在于：所述的浮標(biāo)包括浮圈，浮圈的圈內(nèi)固定安裝外環(huán)，外環(huán)內(nèi)設(shè)置橫向固定軸，固定軸上穿有內(nèi)環(huán)，并且外環(huán)可以通過固定軸繞內(nèi)環(huán)擺動，內(nèi)環(huán)上固定安裝豎向線管，線管的底部與帶有重物墜子的器件艙連接，頂部通過碳纖維管與超聲波氣象儀連接，器件艙內(nèi)包括控制電路及為之供電的后備電源，控制電路和超聲波氣象儀通過設(shè)置在線管和碳纖維管內(nèi)的電線電連接。

進(jìn)一步的，所述的浮圈圈內(nèi)固定安裝支架，所述的外環(huán)固定安裝在支架的中部；所述的外環(huán)通過螺栓與支架固定連接，并且在支架表面繞外環(huán)設(shè)置有兩個以上的豎向通孔。

進(jìn)一步的，所述的線管為不銹鋼管，并且線管通過天線管與碳纖維管相連接，天線管內(nèi)設(shè)置衛(wèi)星天線，控制電路和衛(wèi)星天線通過設(shè)置在線管內(nèi)的電線電連接，控制電路和超聲波氣象儀則通過設(shè)置在線管、天線管和碳纖維管內(nèi)的電線電連接。

進(jìn)一步的，所述的控制電路包括管理浮標(biāo)內(nèi)各個器件供電的供電管理單元，與超聲波氣象儀電連接的信號接收單元，與衛(wèi)星天線電連接的通信單元，以及與上述各個單元電連接的控制單元。

進(jìn)一步的，所述的天線管由工程塑料制成。

進(jìn)一步的，碳纖維管的頂部安裝固定管，所述的超聲波氣象儀固定安裝在固定管的頂部，控制電路和超聲波氣象儀則通過設(shè)置在線管、天線管、碳纖維管和固定管內(nèi)的電線電連接。

進(jìn)一步的，所述的線管與天線管之間通過螺紋固定連接；天線管與碳纖維管之間、碳纖維管與固定管之間則以插接的方式固定連接。

進(jìn)一步的，在所述碳纖維管的底部開有小孔，使碳纖維管管內(nèi)與外界相通，天線管和固定管則以灌封的方式防水。

進(jìn)一步的，所述的器件艙包括中空的圓柱形艙體，艙體的頂部通過端蓋法蘭密封，端蓋法蘭與線管底部固定連接，艙體的底部固定安裝有底座法蘭，底座平衡桿的底部通過銷釘與重物墜子固定連接，頂部則通過圓盤法蘭與器件艙底部的底座法蘭固定連接。

進(jìn)一步的，所述的底座平衡桿長度為3-4米，由兩根以上的不銹鋼管組裝而成，各不銹鋼管之間通過對絲接頭連接。

本發(fā)明的有益效果是：