[發(fā)明專(zhuān)利]一種海洋監(jiān)測(cè)傳感器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710547073.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107179092A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田雨;廖和琴;王磊;高坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家海洋技術(shù)中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司12211
• 代理人: 李成運(yùn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到海洋監(jiān)測(cè)傳感器測(cè)試領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，是一種針對(duì)傳感器的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行測(cè)試的平臺(tái)設(shè)備。

背景技術(shù)

海洋監(jiān)測(cè)傳感器在海洋調(diào)查、海洋科學(xué)研究等方面有巨大的應(yīng)用。隨著對(duì)海洋越來(lái)越深入的研究，海洋監(jiān)測(cè)傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景除了靜態(tài)測(cè)量，更多的是用在一種動(dòng)態(tài)環(huán)境中，比如海洋剖面測(cè)量，拖曳式，走航式測(cè)量等。而在動(dòng)態(tài)環(huán)境以及運(yùn)動(dòng)平臺(tái)測(cè)量時(shí)，由于環(huán)境的變化以及平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，傳感器是否能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反映其所處位置的物理量變化對(duì)保證真實(shí)可靠的測(cè)量非常重要。特別是在實(shí)際的海洋環(huán)境中，會(huì)有一些溫度梯度和鹽度梯度較大的情況，此時(shí)，在較小的深度范圍內(nèi)，溫度和鹽度會(huì)有劇烈的變化。如果所采用的海洋監(jiān)測(cè)傳感器動(dòng)態(tài)特性不好，響應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，反應(yīng)很慢，那么對(duì)于這種精細(xì)化的海洋結(jié)構(gòu)，此類(lèi)傳感器就沒(méi)有辦法真實(shí)測(cè)量出實(shí)際的海洋物理量，不能真實(shí)的反應(yīng)真實(shí)的海洋結(jié)果，為此，對(duì)于，海洋監(jiān)測(cè)傳感器的動(dòng)態(tài)特性測(cè)試十分重要。

常規(guī)的用于測(cè)試海洋監(jiān)測(cè)傳感器的控溫水槽，只能實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋監(jiān)測(cè)傳感器的靜態(tài)特性測(cè)試，比如，準(zhǔn)確度，重復(fù)性等，對(duì)傳感器的動(dòng)態(tài)特性無(wú)法考察，從而帶來(lái)其在實(shí)際動(dòng)態(tài)海洋環(huán)境下以及運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)真實(shí)測(cè)量的問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了能夠動(dòng)態(tài)測(cè)試的平臺(tái),但該動(dòng)態(tài)測(cè)試平臺(tái)主要是橫向設(shè)置，在水槽體中間設(shè)置一個(gè)隔板，來(lái)隔絕兩個(gè)區(qū)域的水體，分別調(diào)節(jié)控制各自區(qū)域的水體溫度值，來(lái)達(dá)到實(shí)現(xiàn)溫度梯度的目的。但是該方法由于物理隔板的存在，隔板必然存在一定的厚度，使得躍層厚度較大，且由于隔板頻繁的開(kāi)啟和關(guān)閉，使得左右兩側(cè)的水體混合較快，有效試驗(yàn)次數(shù)大大減少，需要頻繁的對(duì)左右兩側(cè)水體進(jìn)行溫度干預(yù)，也即是加熱或制冷使其達(dá)到測(cè)試條件。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述不足，本發(fā)明提出一種海洋監(jiān)測(cè)傳感器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試平臺(tái)，用來(lái)測(cè)量海洋監(jiān)測(cè)傳感器的動(dòng)態(tài)特性，使得在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和平臺(tái)速度，選擇相適應(yīng)的傳感器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種海洋監(jiān)測(cè)傳感器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試平臺(tái)，包括水槽槽體，水溫控制系統(tǒng)，傳感器運(yùn)動(dòng)吊裝系統(tǒng)，躍層界面拍攝系統(tǒng)；

所述水槽槽體分為上下兩個(gè)區(qū)域，并基于雙擴(kuò)散原理進(jìn)行注入，下層區(qū)域注入暖的海水，上層區(qū)域注入冷的淡水；每個(gè)區(qū)域都有一套水溫控制系統(tǒng)，用來(lái)根據(jù)需要精確調(diào)節(jié)上下區(qū)域的水溫；

所述傳感器運(yùn)動(dòng)吊裝系統(tǒng)設(shè)置于水槽槽體頂部，包括調(diào)速器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)調(diào)速器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)皮帶輪來(lái)控制待測(cè)傳感器以不同的速度下放；

所述躍層界面拍攝系統(tǒng)包括躍層觀察窗、躍層光源、反射鏡、躍層照相機(jī)，所述水槽槽體的中部?jī)蓚?cè)對(duì)應(yīng)開(kāi)有所述躍層觀察窗，一側(cè)的躍層觀察窗處設(shè)有所述反射鏡，將所述躍層光源的光線反射至對(duì)應(yīng)的另一側(cè)躍層觀察窗，所述另一側(cè)躍層觀察窗外設(shè)有所述躍層照相機(jī)，用來(lái)獲取上下區(qū)域間水體躍層清晰的界面照片。幫助找到躍層的具體位置以及確定躍層的厚度。

進(jìn)一步的，所述傳感器運(yùn)動(dòng)吊裝系統(tǒng)設(shè)有用于放置待測(cè)傳感器的拖體，所述待測(cè)傳感器和拖體是配重設(shè)計(jì)，使得待測(cè)傳感器有一個(gè)自由下落的終端速度，適度大于所需的測(cè)試速度。

進(jìn)一步的，所述傳感器運(yùn)動(dòng)吊裝系統(tǒng)在所述水槽槽體內(nèi)垂直設(shè)有導(dǎo)柱，所述導(dǎo)柱將運(yùn)動(dòng)的待測(cè)傳感器限制在其空間內(nèi)活動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述水槽槽體下層區(qū)域的水溫控制系統(tǒng)包括下層區(qū)域中部放置的監(jiān)測(cè)水體的溫鹽傳感器，以及緊貼在底面設(shè)有的可活動(dòng)的金屬圓墊；所述金屬圓墊內(nèi)置有電阻加熱元件，該電阻加熱元件通過(guò)泡沫材料與水槽槽體絕緣；所述溫鹽傳感器和所述電阻加熱元件都與外部溫控箱連接。

更進(jìn)一步的，所述水槽槽體下層區(qū)域的水溫控制系統(tǒng)還包括設(shè)于下層區(qū)域底部的兩個(gè)大功率的快速加熱器，用于當(dāng)下層區(qū)域水體溫度離設(shè)定溫度溫差較大時(shí)啟動(dòng)加熱，所述快速加熱器與外部溫控箱連接。

進(jìn)一步的，所述水槽槽體上層區(qū)域的水溫控制系統(tǒng)包括上層區(qū)域中部放置的監(jiān)測(cè)水體的溫鹽傳感器，以及由若干卷曲的銅管道組成的熱交換器，所述熱交換器連接制冷器以實(shí)現(xiàn)冷水循環(huán)，所述溫鹽傳感器和所述制冷器都與外部溫控箱連接。

進(jìn)一步的，所述水槽槽體設(shè)有若干水樣采集孔，便于通過(guò)采集孔采集水樣，然后用鹽度計(jì)進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)量。

進(jìn)一步的，所述水槽槽體的中部設(shè)有放水閥，當(dāng)躍層出現(xiàn)不清晰現(xiàn)象或需要改變躍層生成位置時(shí)通過(guò)該閥門(mén)放水。

進(jìn)一步的，所述水槽槽體設(shè)有注入淡水的虹吸管系統(tǒng)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：