[實用新型]一種新型深海全剖面觀測湍流混合剖面儀

有效

• 申請號: 201721347293.6
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN207248197U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 田川
• 申請（專利權）人: 中國科學院深海科學與工程研究所
• 主分類號: G01D3/036
• 分類號: G01D3/036;G01D3/08;G01D11/10;G01D21/02
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 邵朋程

技術領域

本實用新型涉及海洋混合現場觀測技術領域，具體地說是涉及一種新型深海全剖面觀測湍流混合剖面儀。

背景技術

目前海洋湍流混合測量儀器主要分為如下兩大類：船載有纜式湍流剖面儀和船載無纜式湍流剖面儀。前者測量水深范圍500米至2000米；后者因無纜，儀器基本按“自由落體”勻速下降，當儀器達到指定深度，通過拋載重物并上浮，完成混合剖面測量，該類儀器適合于深海湍流混合的測量，目前產品化儀器測量范圍2000米至4000米。但上述兩種海洋湍流混合測量儀器均存在如下缺陷：1、測量儀器為一體化結構設計，在進行海洋觀測時儀器存在自身震動，對探頭數據采集帶來干擾；測量儀器在水下運動過程中會受橫向海流、自身尾流等影響產生振動信號，從而對快速溫度、剪切探頭的真實測量信號造成嚴重干擾。2、由于測量儀器不能進行水下運動姿態自主控制等，使得儀器觀測存在兩大觀測盲區，即無法實現上層海氣界面近水體邊界層和海底水固界面近水體邊界層的直接觀測，嚴重地制約了對這兩個界面物質和能量交換機理的研究進程。

實用新型內容

基于上述技術問題，本實用新型提供一種新型深海全剖面觀測湍流混合剖面儀。

本實用新型所采用的技術解決方案是：

一種新型深海全剖面觀測湍流混合剖面儀，包括儀器艙和探頭艙，儀器艙和探頭艙采用分體設計，在儀器艙和探頭艙之間連接有柔性減震耦合架，所述柔性減震耦合架包括多根支撐桿，所有支撐桿的一端均連接在固定環上，固定環與儀器艙連接，所有支撐桿的另一端均連接在探頭保護環上，所有支撐桿圍攏成一保護空間，所述探頭艙內置在保護空間內，探頭艙與儀器艙之間的電器件通過水密電纜連接；在柔性減震耦合架上設置有多個重塊，在儀器艙的外部設置有浮體材料塊，所有重塊和浮體材料塊均通過拋載機構控制釋放。

優選的，所有重塊沿保護空間的周圈均勻分布，重塊緊貼在柔性減震耦合架上，每一重塊對應布置在一根支撐桿上；所述浮體材料塊由多個環形塊體組成，每一環形塊體均由兩個半塊體對接形成，多個環形塊體上下依次套設在儀器艙的外壁上。

優選的，所述拋載機構為電磁閥，其固定在儀器艙的外壁上，電磁閥包括閥體和閥芯，在閥體的端部平行布設有第一固定板和第二固定板，在第一固定板和第二固定板之間連接有固定軸，轉向擋板的一端鉸接在固定軸上，轉向擋板的另一端設置有與閥芯相配合的嵌入口，當電磁閥通斷電時，閥芯從嵌入口中抽出或插入嵌入口中，在每一重塊和浮體材料塊的每一半塊體上均設置有釋放繩，釋放繩的一端卡入嵌入口中。

優選的，所述探頭艙上設置有溫鹽深測量模塊、快速溫度測量模塊和剪切測量模塊。

優選的，所述探頭艙的內部還設置有姿態與加速度測量模塊，所述溫鹽深測量模塊、快速溫度測量模塊、剪切測量模塊和姿態與加速度測量模塊均與數據采集模塊連接，所述儀器艙上設置有時鐘模塊、存儲模塊、拋載控制模塊、高度計、電源管理模塊和主控模塊，時鐘模塊、存儲模塊、拋載控制模塊和高度計均與主控模塊連接，主控模塊與數據采集模塊連接，電源管理模塊分別連接主控模塊和數據采集模塊。

優選的，所述儀器艙的尾端設置有GPS信標機和吊裝環。

本實用新型的有益技術效果是：

(1)本實用新型采用同時改變重心和浮心的措施，并通過大比例拋載設計，使重心和浮心位置變化滿足剖面儀翻轉和高穩定性的要求，以自由調整探頭艙的觀測位置，從而實現海氣界面至海底邊界層全剖面的直接觀測。

(2)本實用新型采用儀器艙和探頭艙的分體設計，使用柔性減震耦合架將兩艙進行柔性連接，同時通過優化配置測量儀器的重心、浮心，提高自身穩定性，消減由自身振動帶來的對探頭數據采集的干擾。此外，本實用新型采用主動式傳感器振動信號監測技術與被動式機械減震技術相結合的方式，消除測量儀器振動對剪切傳感器、快速溫度傳感器原始信號造成的污染，提升了剖面儀運動過程中的穩定性。

(3)由于傳統單參數混合觀測設備已無法滿足對深海混合過程的深入研究，因此，本實用新型研制的剖面儀通過集成剪切探頭、快速溫度探頭以及溫鹽深測量系統來獲取儀器下降和上升過程，尤其是海氣界面至海底邊界層的物理參數數據。通過采用多參數傳感器的同步測量技術，實現海洋宏觀過程與微觀混合過程同步觀測任務。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步說明：

圖1為本實用新型新型深海全剖面觀測湍流混合剖面儀的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型中拋載機構對重塊拋載的結構原理示意圖；