[實用新型]一種具備感應傳輸通訊方式的深海海流計

有效

• 申請號: 202020468034.4
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN211785611U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 童海明;姜飛;任海元;董劉同
• 申請（專利權）人: 杭州淺海科技有限責任公司
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24;G01P13/00;G01P13/02;B63B22/00;B63B22/04
• 代理公司: 杭州中利知識產權代理事務所(普通合伙) 33301
• 代理人: 盧海龍

本實用新型涉及海流計技術領域，且公開了一種具備感應傳輸通訊方式的深海海流計，包括錨定物和浮標體，其特征在于：所述錨定物和浮標體之間由通信鋼纜連接，所述浮標體上設有感應傳輸調制解調器，所述通信鋼纜上間隔設有若干感應傳輸海流計。本實用新型可以部署在浮標錨系系統和潛標錨系系統中，或集成在綜合性的海洋觀測平臺上，基本解除了傳統海流計的平臺應用限制，且可以通過感應傳輸模塊實時上傳至平臺，極大的提升了數據的時效性與應用價值，避免了傳統深海海流計應用中數據存儲和訪問存在的問題。

技術領域

本實用新型涉及海流計技術領域，具體為一種具備感應傳輸通訊方式的深海海流計。

背景技術

海流計是一種測量海水流速和流向的儀器，安裝在Argo浮標、錨定資料浮標、潛標、海床基、自治水下機器人(AUV)、水下滑翔機、調查船等海洋測流平臺上用于海流觀測。基于工作原理的差別，傳統海流計可分為機械海流計、電磁海流計、聲學多普勒海流計、聲學時差海流計等類型。

機械海流計在所有類型的海流計中出現的時間最早，是過去海洋觀測的主要裝備。由于機械海流計存在接觸測量擾流、低流速下轉子或旋槳停轉、機械轉子慣性大等問題，機械海流計測流精度不高，且無法測量低速流和快速變化的湍流。由于原理的限制，機械海流計無法測量三維流速。此外，機械海流計的運動部件在海水中容易發生銹蝕、卡死等故障。因此，隨著聲學多普勒測流儀器的推廣應用，機械海流計不再是主流的測流儀器，關于機械海流計的研究也逐漸減少。但是，機械海流計由于其性能可靠、結構簡單、使用方便、價格低廉，目前仍被應用于水文測量中對流速測量精度要求不高的場合。

電磁海流計的工作原理是基于人工交變磁場中的海流流速和感應電動勢之間具備一定定量關系，其流速測量精度僅為測量值的±10％。電磁海流計沒有機械磨損部件，對海水中的微粒不敏感，故電磁海流計有性能可靠、魯棒性好等突出優點。但電磁海流計的傳感器結構影響被測流場，海水中存在的電磁干擾和海水電導率的變化會導致測得的電壓產生零漂，故電磁海流計測流精度不高。此外，電磁海流計測量前需校準，故操作比較繁瑣。實驗研究表明，電磁海流計在5～20Hz的低頻宏觀湍流中頻率響應良好，但在大湍流強度的環境中測量誤差較大，故適用于測量表面波控碎波區和內陸架等環境中的流速，不適用于近底淺水環境和近岸沉積物運輸等大湍流強度場合的流速測量。

聲學多普勒海流計利用聲學多普勒原理，測量分層水介質散射信號的頻移信息，并利用矢量合成方法獲取海流垂直剖面水流速度，即水流的垂直剖面分布。對被測驗流場不產生任何擾動，也不存在機械慣性和機械磨損，能一次測得一個剖面上若干層流速的三維分量和絕對方向，是一種融合了水聲物理、水聲換能器設計、電子技術和信號處理等多領域技術的新型水聲測流儀器。根據工作方式和應用場景不同，聲學多普勒流速剖面儀與單點式聲學多普勒海流計。聲學多普勒海流計采用遙測的測量方式，不擾流，故流速測量精度和效率都很高；且聲學多普勒流速剖面儀一次可以測量整個流速剖面。聲學多普勒海流計頻率響應特性很好，特別適用于測量快速變化的湍流，尤其是單點式聲學多普勒海流計能對邊界層做非常精確的測量。但是，聲學多普勒海流計存在一定的測量盲區。此外，由于聲學多普勒海流計是通過測量散射體的速度測海水流速的，故只能用于測量沿海等散射體濃度高于一定值海域的流速，在極深水和極地等散射體濃度過低的海水中無法應用。

聲學時差海流計利用聲信號相位差的方法測量海水流速。聲學時差海流計頻率響應好、無測量死區、測速不依賴反射體、對氣泡不敏感，能夠測量三維流速，特別適用于湍流、低速流、純凈流、碎波區的流速測量。雖然聲學時差海流計也存在擾流問題，但在測流時舍棄了受干擾最大的測量聲軸，因此仍有很高的測流精度。此外，聲學時差海流計無活動部件，性能可靠。近年來，有研究表明聲學時差海流計在氣泡濃度超過25％的環境中測量誤差較大。

現有的各種類型的海流計均存在各種各樣的問題。