CN102129089A - 海洋自持式剖面循环探测浮标 - Google Patents

Abstract

一种海洋自持式剖面循环探测浮标，用来测量海洋0至2000米剖面内的温度、盐度等数据。本发明浮标呈圆柱状(如附图所示)，减速电机带动液压泵，将压力油注入液压缸，液压缸推动浮标壳体相互离开，从而增大浮标的体积进而增大浮标浮力。到达海面后微型真空泵将浮标腔内抽成真空，利用负压和皮囊的弹性拉力将压力油从液压缸中压出，从而减小浮标体积进而减小浮标浮力。浮标下沉和上浮完成一个剖面测量，重复循环进行剖面测量直至电池耗尽。

Description

海洋自持式剖面循环探测浮标

技术领域

本发明用于0至2000米海洋剖面内温度盐度等数据采集测量，亦可用于气象预报、军事侦察等领域。

背景技术

海洋自持式剖面循环探测浮标创始于美国斯普瑞克海洋研究所研制的SOLO浮标，美国Webb公司研究和开发了APEX型浮标.法国Ifremer研究所1990年研制Marvor型剖面浮标，后与加拿大Metocean公司合作开发PROVOR(海王星)剖面浮标，后两种类型的剖面浮标现已被世界各国海洋学家接受并得到应用。最新资料表明，日本已在使用自己研制的剖面浮标进行海上实验.从现已掌握的资料得知，国外剖面浮标具有的共同特点是：圆柱体外形，在大海中处直立状工作；借助液压力来改变浮标自身体积在大海沉浮；将SB或FSI公司生产的专用CTD传感器装在浮标顶部进行剖面测量；用Argos卫星系统定位和传输数据。目前国外只有美国、法国和加拿大有这种产品的生产能力。

国外海洋自持式剖面循环探测浮标是在浮标底部安装皮囊，通过向皮囊里注入和抽出液压油达到改变浮标的体积，从而实现浮标的上浮和下沉。由于海底压力随着深度的变化不是严格呈规律性变化，此种结构的浮标需要考虑受海底压力作用皮囊的变形量。现阶段，我国已经对这种浮标进行引进和研究。

发明内容

本发明之目的是为了实现0至2000米海洋剖面内温度盐度等数据采集测量，进一步发张展成为海底矿产资源、渔业生物资源等的探测与采集。据此，本发明的特点在于采用液压缸实现浮标体积变化，进而实现浮标的上升和下沉。

附图说明

下面结合附图对本发明进行说明。

图1：海洋自持式剖面循环探测浮标结构简图

图2：夹持液压缸机构

图3：夹持电池和固定电路板机构

图1：海洋自持式剖面循环探测浮标结构简图，其中包括固定电池组及固定电路板的夹子(1)，电池组(2)，电路板(3)，浮标内壳(4)，浮标外壳(5)，皮囊(6)，液压缸(7)，法兰(8)安装固定减速电机(18)的支撑架(17)，法兰(9)连接液压缸(7)的缸头和安装微型气泵(11)，浮标顶盖(10)，安装单向阀用孔(12)，安装天线用孔(13)，安装传感器用孔(14)，密封圈(15)和(16)，液压泵(19)，固定液压缸用夹子(20)，密封圈(21)和(22)，法兰(23)安装固定电池组用夹子(1)、固定液压缸用夹子(20)、液压泵(19)，浮标底盖(24)。

图2：夹持液压缸机构，此结构如图1中的(20)，首先将底座固定于法兰(23)上，然后装入液压缸(7)，最后将杆(25)、(26)通过螺栓固定于基座上。

图3：夹持电池和固定电路板机构，此结构如图1中的(1)，首先将底座固定于法兰(23)上，然后装入电池组(2)，最后将杆(27)通过螺栓固定于基座上，杆(27)上的空用来固定电路板(3)。

具体实施方式

浮标的工作过程是：开机，浮标伸长外壳在水面漂浮，进行ARGOS通讯；收缩外壳，浮标下潜到预定深度；到预定滞留时间，外壳再次收缩，下潜到采集数据所需的深度；到达设定深度立即伸长逐渐到最大体积，浮标上浮，采集预定层深的数据并存储；浮标到达水面；与ARGOS卫星进行6h通讯传输本次剖面测量所存储温、盐、深数据；收缩外壳，浮标再次下潜，进入第二个剖面测量；循环工作直至电池耗尽。

当浮标需要上升时，减速电机(18)工作，驱动液压泵(19)将液压油注入液压缸(7)，液压缸(7)伸长，推动法兰(9)和法兰(23)相互分离，法兰(9)和法兰(23)分别带动外壳(5)和内壳(4)运动，从而增大浮标的体积，进而增大浮标的浮力。

当浮标需要下沉时，减速电机(18)停止工作，微型真空泵(11)将浮标腔内抽成真空，使浮标体内形成负压状态，一方面可以防止腔内元器件氧化，另一方面提高了整个浮标的密封性，在海面时皮囊(6)处于拉升状态，依靠浮标负压状态和皮囊(6)的弹性拉力将液压缸中压力油压出，拉动法兰(9)和法兰(23)相互靠近，法兰(9)和法兰(23)分别带动外壳(5)和内壳(4)运动，浮标体积缩小，进而减小浮标的浮力。

Claims (9)

1.海洋自持式剖面循环探测浮标，主要由液压缸、液压泵、微型真空泵、减速马达等组成。其特征是通过液压缸的伸长和缩短来调节浮标的体积变化，整个结构都需要防水密封装置。

2.按照权利要求1所述的海洋自持式剖面循环探测浮标，其特征是在浮标内部安装液压缸(7)，缸头与法兰(9)连接，缸体与法兰(23)连接，通过液压缸(7)的伸长与缩短推动法兰(9)与法兰(23)相互靠近与分离，来实现浮标体积的增大与减小。

3.按照权利要求2所述的海洋自持式剖面循环探测浮标，其特征是通过减速电机(18)，液压泵(19)，将液压油注入液压缸(7)，实现液压缸(7)的伸长。

4.按照权利要求2所述的海洋自持式剖面循环探测浮标，其特征是在浮标内部安装微型真空泵(11)，当浮标上升到海面时，将浮标内部抽成真空，实现液压缸(7)的缩短。

5.按照权利要求2所述的海洋自持式剖面循环探测浮标，其特征是在内壳(4)和外壳(5)外包围皮囊(6)，通过皮囊(6)的收缩同时实现液压缸(7)的缩短。

6.按照权利要求1所述的海洋自持式剖面循环探测浮标，其特征是在单向阀(12)的安装孔，天线安装孔(13)，传感器安装孔(14)安装密封圈。

7.按照权利要求1所述的海洋自持式剖面循环探测浮标，其特征是在顶盖(10)和法兰(9)，法兰(9)和外壳(5)之间安装密封圈；在内壳(4)和法兰(23)，法兰(23)和底盖(24)之间安装密封圈。

8.按照权利要求1所述的海洋自持式剖面循环探测浮标，其特征是在内壳(4)和外壳(5)之间安装密封圈。

9.按照权利要求1所述的海洋自持式剖面循环探测浮标，其特征是在内壳(4)和外壳(5)外包围皮囊(6)，顶盖(10)和法兰(9)与底盖(24)和法兰(23)固定皮囊(6)，皮囊对浮标外壳进行腐蚀保护并起到一定得密封作用。

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