[發明專利]一種無人值守的實時剖面觀測塔及使用方法

有效

• 申請號: 201811201819.9
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109323688B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 孫群;呂雯瑾;劉鏡舟;李琮
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

1.一種無人值守的實時剖面觀測塔：包括固定裝置、電力裝置、數據存儲與傳輸裝置、儀器存放裝置、儀器吊艙和岸基接收裝置，其特征是：所述固定裝置包括固定軌道桿和底基；所述電力裝置包括設置在剖面觀測塔頂部的隨著太陽高度角變化調節角度的太陽能板、蓄電池、蓄電池供電的驅動電機和驅動輪；所述數據存儲與傳輸裝置包括數據采集器和數據傳輸接口；所述儀器存放裝置包括設置在軌道桿頂部儀器存放艙左側的小型海水淡化系統、儀器存放艙兩側的噴射式清洗口與存放艙頂部的防水充電接口；所述岸基接收裝置設有PC、數傳電臺和接收天線；所述儀器吊艙的另一端設有外殼為耐腐蝕材料、與儀器吊艙的質量相等的配重鉛塊，配重與儀器吊艙經曳繩與驅動電機的驅動輪連接，儀器吊艙內設有電池倉和觀測儀器。

2.根據權利要求1所述的一種無人值守的實時剖面觀測塔，其特征是：

所述固定軌道高出海平面2m-3m的高度；所述電力裝置通過電纜將防水充電接口、數據傳輸接口、電機觸發開關B分別連接到電池倉、數據采集器與驅動電機；所述儀器存放裝置為上左右三側密封，中間懸空的結構，左側安裝有小型海水淡化系統，從海面獲得海水進行淡化并存于淡水儲存艙，經噴射式清洗口對儀器存放艙內的儀器進行清洗；所述儀器吊艙中的電池倉頂部裝有防水充電接口、數據傳輸接口、電機觸發開關。

3.根據權利要求2所述的一種無人值守的實時剖面觀測塔，其特征是，固定裝置和電力裝置外殼選擇原材料為316L的不銹鋼管或板及棒；底基灌入鉛塊；儀器吊艙上方配有吊環，下方設有儀器避免觸底的尖角。

4.一種根據權利要求1所述的一種無人值守的實時剖面觀測塔的使用方法，步驟如下：

步驟一，設定儀器參數，啟動驅動電機，下放儀器吊艙，獲取所在采樣點的剖面原始數據；

步驟二，儀器吊艙到底，配重觸頂啟動安裝在儀器存放艙頂部的電機觸發開關A，驅動輪改變工作方向，收回儀器吊艙；

步驟三，儀器吊艙進入存放裝置，觸碰存放艙頂部的電機觸發開關B，驅動電機立即停止工作，且儀器吊艙中的防水充電接口、數據傳輸接口、電機觸發開關B與電池倉相連接，同時進行①充電、②數據傳輸、③清洗；

步驟四，利用移動通訊網絡或衛星將數據采集器中的原始數據實時傳輸至岸基接收裝置，岸基PC端進行數據的讀取和處理；

步驟五，單次采樣時間間隔結束，電機觸發開關B延時啟動，驅動電機開啟，重復步驟二到步驟五進行多個單次采樣；

步驟六，完成一個觀測周期，岸基PC端關閉驅動電機，收回儀器吊艙或整個觀測塔。

5.根據權利要求4所述的一種無人值守的實時剖面觀測塔及使用方法，其特征是：所述步驟一，驅動電機的初次采樣使用岸基PC端遠程開啟，之后的每次采樣前啟動由電機觸發開關B延時啟動，延時啟動的時間在開始工作前由岸基PC根據采樣時間間隔設定；儀器吊艙的下放根據儀器的采樣頻率勻速下降。

6.根據權利要求4所述的一種無人值守的實時剖面觀測塔及使用方法，其特征是：所述步驟二，電機觸發開關A用于提醒儀器吊艙到底、改變驅動輪的旋轉方向。

7.根據權利要求4所述的一種無人值守的實時剖面觀測塔及使用方法，其特征是：所述步驟三，電池倉與蓄電池間的充電接口為防水材料，當儀器吊艙上升至頂部時，電池倉的防水充電接口、數據傳輸接口、電機觸發開關B能夠自動連接儀器存放艙頂部；存放裝置左側的的小型海水淡化系統，采水口位于海平面之下，淡化后的海水存放于淡水儲存艙，并經噴射式清洗口對觀測儀器進行清洗，設定清洗工作時間為5分鐘，工作間隔與剖面觀測的時間間隔相一致。

8.根據權利要求4所述的一種無人值守的實時剖面觀測塔及使用方法，其特征是：所述步驟四，數據采集器向岸基傳輸數據的頻率為每完成一次觀測，傳輸一次數據。