[發(fā)明專利]一種無人值守的實(shí)時(shí)剖面觀測(cè)塔及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811201819.9
• 申請(qǐng)日: 2018-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN109323688B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫群;呂雯瑾;劉鏡舟;李琮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C13/00
• 分類號(hào): G01C13/00
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

本發(fā)明公開了一種無人值守的實(shí)時(shí)剖面觀測(cè)塔及使用方法，具有剖面觀測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸、儀器清洗等自動(dòng)化功能。該觀測(cè)塔通過太陽能板和蓄電池儲(chǔ)存電力，能夠?qū)τ^測(cè)儀器的電池倉及時(shí)充電，從而實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的連續(xù)觀測(cè)；此外，觀測(cè)儀器組每完成一次剖面觀測(cè)，原始數(shù)據(jù)從電池倉經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸接口傳輸至數(shù)據(jù)采集器，再通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星傳輸至岸基接收裝置，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)讀取和處理。本發(fā)明有益效果是：設(shè)計(jì)出合理的觀測(cè)裝置，允許多套先進(jìn)儀器的同步使用；能夠合理地、準(zhǔn)確地同步獲取水體垂向剖面上各觀測(cè)要素的高時(shí)空分辨率數(shù)據(jù)；并且在電池續(xù)航、儀器清洗和數(shù)據(jù)傳輸上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化；具有連續(xù)測(cè)量、無生物附著、時(shí)空分辨率高、操作簡便、能夠長時(shí)間的自動(dòng)觀測(cè)與存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋中的剖面觀測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種無人值守的實(shí)時(shí)剖面觀測(cè)塔及使用方法。

背景技術(shù)

剖面觀測(cè)對(duì)于探索各個(gè)海洋要素在垂直方向上的特征十分重要，而長時(shí)間連續(xù)觀測(cè)可以解析某一海域特定海洋要素隨時(shí)間的變化，通過原位測(cè)量獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料，是研究海洋要素時(shí)空變化問題最理想、最全面的方法。為了長期同步地獲取多個(gè)海洋要素高時(shí)空分辨率的剖面數(shù)據(jù)，需要設(shè)計(jì)更合理、更高效、更精確的觀測(cè)儀器搭載裝置，配備多套先進(jìn)儀器進(jìn)行原位同步觀測(cè)，使用固定式無人值守實(shí)時(shí)剖面觀測(cè)塔是一種良好的手段，通過儀器吊艙布放的各種先進(jìn)儀器同步原位測(cè)量多個(gè)海洋要素，并利用移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)岸基的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。該測(cè)量技術(shù)具有連續(xù)測(cè)量、無生物附著、時(shí)空分辨率高、操作簡便、能夠長時(shí)間的自動(dòng)觀測(cè)與存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供一種通過設(shè)計(jì)合理的觀測(cè)設(shè)施進(jìn)行多套先進(jìn)儀器的同步觀測(cè)的無人值守、實(shí)時(shí)剖面觀測(cè)塔。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種合理地、準(zhǔn)確地同步獲取水體垂向剖面上各海洋要素的高時(shí)空分辨率數(shù)據(jù)的無人值守的實(shí)時(shí)剖面觀測(cè)塔使用方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的第一個(gè)技術(shù)方案是：首先布放底基和固定軌道，固定軌道高出海平面約2m。

其次將整個(gè)電力裝置與存放裝置焊接于固定軌道的頂端，并通過電纜將防水充電接口、數(shù)據(jù)傳輸接口、電機(jī)觸發(fā)開關(guān)B分別連接到電池倉、數(shù)據(jù)采集器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪的兩側(cè)分別為配重和儀器吊艙；而儀器存放裝置為上左右三側(cè)密封，中間懸空的結(jié)構(gòu)，左側(cè)安裝有小型海水淡化系統(tǒng)，從海面獲得海水進(jìn)行淡化并存于淡水儲(chǔ)存艙，經(jīng)噴射式清洗口對(duì)儀器存放艙內(nèi)的儀器進(jìn)行清洗。

接著，儀器吊艙中的電池倉頂部，同樣裝有防水充電接口、數(shù)據(jù)傳輸接口、電機(jī)觸發(fā)開關(guān)。儀器吊艙中觀測(cè)儀器的配置按照需要自由選擇。

最后，在蓄電池旁和儀器存放艙的頂部分別為數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)傳輸接口；岸基接收裝置有PC、數(shù)傳電臺(tái)和接收天線。

本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)方案是：一種無人值守的實(shí)時(shí)剖面觀測(cè)塔使用方法：

步驟一，設(shè)定儀器參數(shù)，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，下放儀器吊艙，獲取所在采樣點(diǎn)的剖面原始數(shù)據(jù)；

步驟二，儀器吊艙到底，配重觸頂啟動(dòng)安裝在儀器存放艙頂部的電機(jī)觸發(fā)開關(guān)A，驅(qū)動(dòng)輪改變工作方向，收回儀器吊艙；

步驟三，儀器吊艙進(jìn)入存放裝置，觸碰存放艙頂部的電機(jī)觸發(fā)開關(guān)B，驅(qū)動(dòng)電機(jī)立即停止工作，且儀器吊艙中的防水充電接口、數(shù)據(jù)傳輸接口、電機(jī)觸發(fā)開關(guān)B與電池倉相連接，同時(shí)進(jìn)行①充電、②數(shù)據(jù)傳輸、③清洗；

步驟四，利用移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星將數(shù)據(jù)采集器中的原始數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至岸基接收裝置，岸基PC端進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取和處理；

步驟五，單次采樣時(shí)間間隔結(jié)束，電機(jī)觸發(fā)開關(guān)B延時(shí)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)開啟，重復(fù)步驟二到步驟五進(jìn)行多個(gè)單次采樣；

步驟六，完成一個(gè)觀測(cè)周期，岸基PC端關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)，收回儀器吊艙或整個(gè)觀測(cè)塔。