海洋觀測用潛標制造技術

本實用新型專利技術涉及一種海洋觀測調查用設備，尤其涉及一種海洋觀測領域用的潛標。本實用新型專利技術的海洋觀測用潛標，包括浮筒（1）、潛標主體（11）、拋載裝置（12），浮筒（1）設置在潛標主體（11）的頂端，拋載裝置（12）設置在潛標主體（11）的底端。本實用新型專利技術的有益效果是，潛標既可以像Argo浮標那樣根據預先設定的程序進行工作，也可以實時的接收母船控制系統發送的指令進行工作，潛標在拋載系統的幫助下可以隨時以一個較快的速度進行上浮或者下潛，并能在任意深度上進行定深。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種海洋觀測調查用設備，尤其涉及一種海洋觀測領域用的潛標。
技術介紹
海洋潛標系統是海洋環境觀測的重要設備之一。根據潛標與水面支持設備(母船或平臺)間聯系方式的不同，可以大致分為兩大類一類是有纜水下觀測潛標，通過電纜由母船向其提供動力，人在母船上通過電纜對其進行遙控；另一類是無纜水下觀測潛標，也叫水下自主式觀測潛標。傳統的有纜式海洋觀測潛標系統一般由水下部分和水上機組成。水下部分一般由 主浮體、探測儀器、浮子錨系系統和釋放器組成。通常主浮體布放在海面下100米左右或更深的區域中；錨系系統將整個系統固定在某一選定的測點上。在主浮體與錨之間的系留繩索上，根據需要掛放多層自動觀測儀器和浮子，在系留索與錨的連接處安裝釋放器。海洋潛標系統由工作船布放，觀測儀器在水下進行長周期的自動觀測并將觀測數據儲存。回收系統時，工作船到達原測點，水上機發送指令使釋放器釋放錨塊，系統上浮回收。傳統的有纜布放式海洋觀測潛標為了觀測海面下不同深度的層面上的海洋參數，須沿系纜在相隔幾十米或幾百米處的不同深度上放置所需觀測儀器，因此，由于攜帶的觀測儀器數量多而導致成本很高。傳統有纜式海洋觀測潛標適合長期的海洋參數觀測工作，不具備機動靈活的特點。以ARGO浮標為例介紹無纜式海洋觀測潛標的工作原理浮標的沉浮功能主要依靠液壓驅動系統來實現。液壓系統則由單沖程泵、皮囊、壓力傳感器和高壓管路等部件組成，皮囊裝在浮標體的外部，有管路與液壓系統相連。當泵體內的油注入皮囊后會使皮囊體積增大，致使浮標的浮力逐漸增大而上升。反之，柱塞泵將皮囊里的油抽回，皮囊體積縮小，浮標浮力隨之減小，直至重力大于浮力，浮標體逐漸下沉。若在浮標的控制微機中輸入按預定動作要求編寫的程序，則微機會根據壓力傳感器測量的深度參數控制下潛深度、水下停留時間、上浮、剖面參數測量、水面停留和數據傳輸，以及再次下潛等工作環節，從而實現浮標的自動沉浮、測量和數據傳輸等功能。ARGO浮標的測量過程是事先通過程序設定使得浮標潛到設定深度，然后在上升過程中利用自身攜帶的各種傳感器進行連續剖面測量，當浮標到達海面后，通過定位與數據傳輸衛星系統自動將測量數據傳送到衛星地面接收站，經信號轉換處理后發送給浮標擁有者。浮標在海面的停留時間約需6-12小時，當全部測量數據傳輸完畢后，浮標會再次自動下沉到預定深度，重新開始下一個循環過程。ARGO浮標雖然不像有纜式浮標需攜帶很多組傳感器，但是它不能隨時根據需要進行動作，也不具備在某一設定深度停留的功能，不具備機動靈活的特點，并且數據不能實時傳輸，需要在浮出水面以后通過衛星中轉傳輸給浮標擁有者。另外。ARGO浮標的最大排油量有限，排油量的大小由液壓驅動系統活塞一個行程的排油量決定，受到液壓缸直徑大小、長度的限制。現代海底熱液的研究始于1977年，當時，美國的阿爾文號載人潛艇在東太平洋洋中脊的軸部采得由黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦組成的硫化物。1979年又在同一地點約2610-1650米的海底熔巖上，發現了數十個冒著黑色和白色煙霧的煙囪，約350°C的含礦熱液從直徑約15厘米的煙囪中噴出，與周圍海水混合后，很快產生沉淀變為“黑煙囪”，沉淀物主要由磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和銅鐵硫化物組成。這些海底硫化物堆積形成直立的柱狀圓丘，稱為“黑煙 ”。海底冷泉之廣泛發育于活動和被動大陸邊緣斜坡海底，海底沉積界面之下，以水、碳氫化合物(天然氣和石油)、硫化氫、細粒沉積物為主要成分，溫度與海水相近的流體，以噴涌和滲漏方式注入盆地，并產生一系列的物理、化學及生物作用，這種作用及產物稱為冷泉。冷泉區別于熱液噴口的地方是，噴泉噴射出的液體和周圍海水溫度大體一致，而海底熱液噴出的液體則高于周圍海水溫度。目前我們還沒有能對海底熱液或冷泉的上升流直接進行觀測的儀器設備。
技術實現思路
本技術的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種海洋觀測用潛標，其能夠實現海洋中從淺海到深海不同深度的溫度、鹽度、深度等資料的測量和實時傳輸，可以用來對 海底熱液和冷泉系統進行觀測。為實現上述目的，本技術采用如下技術方案其本技術的海洋觀測用潛標包括浮筒、潛標主體、拋載裝置，浮筒設置在潛標主體的頂端，拋載裝置設置在潛標主體的底端。本技術能夠根據預定程序和外部指令以一個較快的速度下潛、上浮和在任意深度定深，可以被母船進行高精度實時定位，測量數據能夠存儲并實時上傳到母船。浮筒包括兩個相對設置的中耐壓殼，每個中耐壓殼的前端通過固定支架固定連接端耐壓殼，兩中耐壓殼之間通過固定金屬箍連接，固定金屬箍上分別設有聲通訊模塊、無線搜尋信標機、超短基線信標機，超短基線信標機下端通過卡箍與潛標主體連接。卡箍的頂端設有金屬箍圈，卡箍通過金屬箍圈與潛標主體連接。潛標主體包括中間耐壓殼體以及分別與其上下端連接且內部連通的頂部耐壓殼體和底部耐壓殼體，中間耐壓殼體內設有支撐架，底部耐壓殼體底端外側設有外皮囊，外皮囊內插有一個外皮囊氣閥桿，所述的外皮囊氣閥桿的另一端與一個設置在底部耐壓殼體內的外皮囊油管的一端相連，所述的外皮囊油管的另一端與一個電磁換向閥的第一接口相連通；一個內皮囊設置在所述的中間耐壓殼體內，內皮囊固定板將所述的內皮囊固定在所述的支撐架上，在所述的內皮囊內插有一個內皮囊氣閥桿，所述的內皮囊氣閥桿的一端與一個內皮囊油管的一端相連，所述的內皮囊油管的另一端與所述的電磁換向閥的第二接口相連通；在所述的支撐架上固定設有一個電機，所述的電機的輸出軸的轉動通過傳動裝置被傳遞到一個套在絲杠上的絲杠螺母上；所述的絲杠的一端固定有絲杠防轉件，絲杠的另一端連接液壓缸內設置的活塞軸銷，活塞軸銷與活塞相連；所述的液壓缸的出口端通過液壓缸出口接頭與所述的電磁換向閥相連通；在所述的支撐架上連接有電池組；頂部耐壓殼體的上部安裝傳感器。所述的液壓缸的出口端通過液壓缸出口接頭與所述的電磁換向閥相連通；在所述的頂部耐壓殼體的上部安裝有傳感器護罩，在所述的傳感器護罩內安裝有溫度、鹽度和深度傳感器，在所述的支撐架上連接有電池組、單片機；母船上安裝的主控計算機輸出運動控制命令給所述的聲通訊模塊并接受來自所述的聲通訊模塊的數據信號，所述的聲通訊模塊用于接收所述的主控計算機輸出的運動控制命令并將該命令輸出給所述的單片機同時接受來自所述的單片機的數據信號，所述的單片機用于采集所述的溫度、鹽度和深度傳感器的輸出數據并將該數據傳給所述的聲通訊模塊同時接受來自所述的聲通訊模塊的運動控制指令，所述的電池組的電源輸出端與所述的單片機的電源端相連；所述的單片機通過其接口發出信號給控制芯片，所述的控制芯片將模擬輸入信號轉換成相應的數字信號向電動機發出正轉、反轉或者停止控制信號，并向所述的換向閥發出換向信號。在母船上安裝有超短基線定位系統收發器，所述的收發器向所述的超短基線信標機發出并接收所述的超短基線信標機返回的信號，從而實現對潛標的實時定位。絲杠的頂端沿垂直方向設有導向支架，導向支架固定在所述的支撐架上，導向支架內側開有導向槽，所述的絲杠防轉件的兩端插在所述的導向槽內并且與其導向槽之間上、下滑動配合。所述的傳動裝置包括與電機的輸出軸固定連接的小齒輪，小齒輪與大齒輪哨合，大齒輪通過連接螺栓與絲杠螺母固接。所述的傳感器包括溫度傳感器、鹽度傳感器和深度傳感器。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種海洋觀測用潛標，其特征在于，包括浮筒（1）、潛標主體（11）、拋載裝置（12），浮筒（1）設置在潛標主體（11）的頂端，拋載裝置（12）設置在潛標主體（11）的底端。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：欒錫武，劉鴻，
申請(專利權)人：青島海洋地質研究所，
類型：實用新型
國別省市：