[實用新型]一種剖面式海冰冰壓測量系統

有效

• 申請號: 201720657592.3
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN206876325U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 王杭州;南立文;宋宏;黃慧;陳鷹;來杭亮;晏嘉卿;雷怡
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G08C17/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本實用新型涉及一種壓力測量系統，具體涉及一種剖面式海冰冰壓測量系統。

背景技術

眾所周知，我國渤海、東海等沿海開闊水域在冬季都會發生大面積的結冰現象，在溫度極低的情況下甚至會形成冰蓋，這些冰蓋不僅會導致航道阻塞，還會對船只、海上設施和海岸工程造成破壞。同時海冰的產生與消融還廣泛存在于極地環境，并對極地的海洋生態系統、極地上層海洋過程、大氣-海冰-海洋相互作用以及全球氣候變化等方面都產生了非常顯著的影響。因此，對于海冰的觀測與預報是十分有必要的。而在冰的形成過程中，冰層內部所發生的力學強度變化一直是我們進行海冰觀測與預報的重要科學依據之一，而這一力學強度變化恰恰反映在冰壓的變化上，所以，對冰壓的測量就顯得極為關鍵。

長久以來，由于受到現有觀測方法和觀測設備的限制，國內外研究學者對于海冰冰壓的測量采用的方式還是以現場短期人工測量為主，且往往只針對某一特定深度的冰層進行觀測，無法涵蓋到完整冰層的冰壓測量。隨著科學技術的進步，近年來也有少量研究采用自動化裝備進行測量。不過這些研究采用的技術往往對海冰的原位環境破壞較大，并且不能對同一地點進行長期原位多剖面測量。因此本實用新型有望填補這一技術空白，從而推進我國海冰預測技術的發展和進步。

實用新型內容

本實用新型克服了現有技術中的缺點，目的在于提出了一種剖面式海冰冰壓測量系統，其結構簡單，工作穩定，可以實現對海冰冰壓進行長期、原位、多層位監測。

為了解決上述技術問題，本實用新型通過以下技術方案實現的：一種剖面式海冰冰壓測量系統，所述測量系統包括控制箱、衛星收發天線、壓力傳感器鏈、配重；所述控制箱中具有電源和控制模塊，電源與控制模塊相連；所述壓力傳感器鏈和衛星收發天線均通過電纜線與控制模塊相連；所述配重固定于壓力傳感器鏈的底部。

進一步的，所述控制模塊包括微處理器、壓力傳感器控制模塊、衛星收發模塊、數據存儲模塊，所述壓力傳感器控制模塊、衛星收發模塊和數據存儲模塊均與微處理器相連，所述壓力傳感器控制模塊與壓力傳感器鏈相連，所述衛星收發模塊與衛星收發天線相連。

進一步的，所述壓力傳感器鏈采用I²C通信協議與微處理器進行通訊與數據傳輸。

進一步的，所述壓力傳感器鏈由至少100片壓力傳感器芯片等間距依次在FPC柔性電路板上排列而成，所述間距為1.5-3cm。

進一步的，所述控制箱只設有一個外部連接口；所述控制箱搭載于浮標上。

進一步的，所述壓力傳感器鏈密封在包覆層內，所述包覆層首尾兩處開有連接口，分別用于電纜線的固定連接與配重的固定連接。

進一步的，所述配重保證包覆層始終處于緊繃狀態。

進一步的，還包括電纜固定裝置，所述電纜固定裝置包括頂板、支撐桿、鎖緊桿、底板，所述頂板固定在支撐桿頂部，所述底板固定在支撐桿的下部，所述支撐桿上沿支撐桿的圓周方向均勻鉸接至少三根鎖緊桿；電纜線纏繞于電纜固定裝置上，所述衛星收發天線安裝于頂板處。

進一步的，所述三根鎖緊桿為可伸縮的長桿，所述鎖緊桿開合最大角度與支撐桿中心線呈45度。

進一步地，所述電源為12V鋰電池。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

（1）具有創新性的采用壓力傳感器鏈的方法實現剖面式海冰冰壓測量功能，較大程度上提高了海冰內部冰壓數據的完整性，使現有海冰監測模型更加完善，海冰預測更加準確。

（2）系統配置靈活，結構簡單，可搭載性強。可以通過適當增加或減少壓力傳感器數量來控制測量的剖面深度；通過控制每個壓力傳感器之間的間距來控制每個層位的具體位置，使測量數據更加精確。

（3）采用可折疊的中間固定桿的方式固定電纜線，實現了遠距離、多地點同時觀測的功能。

（4）采用鋰電池供電，并替代嵌入式系統，采用單片機進行通信與數據收集，較大程度上減小了系統的功耗，提高了系統的連續工作能力。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的系統連接示意圖；

圖2為本實用新型實施例的電纜固定裝置結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例的壓力傳感器鏈結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例的控制系統工作示意圖；

圖5為本實用新型的實際投放應用示意圖；