[go: up one dir, main page]

DE102024003619B3 - Method and device for water column profile measurement - Google Patents

Method and device for water column profile measurement

Info

Publication number
DE102024003619B3
DE102024003619B3 DE102024003619.9A DE102024003619A DE102024003619B3 DE 102024003619 B3 DE102024003619 B3 DE 102024003619B3 DE 102024003619 A DE102024003619 A DE 102024003619A DE 102024003619 B3 DE102024003619 B3 DE 102024003619B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring probe
measuring
drone
probe
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102024003619.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Ivor Nissen
Heinz Schelwat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Original Assignee
Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr filed Critical Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Priority to DE102024003619.9A priority Critical patent/DE102024003619B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102024003619B3 publication Critical patent/DE102024003619B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
    • G01W1/08Adaptations of balloons, missiles, or aircraft for meteorological purposes; Radiosondes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C13/00Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
    • G01C13/008Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal measuring depth of open water
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/022Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for recording
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G01K13/026Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow of moving liquids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • G01N33/1886Water using probes, e.g. submersible probes, buoys
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
    • G01W1/02Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/10Rotorcrafts
    • B64U10/13Flying platforms
    • B64U10/14Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/35UAVs specially adapted for particular uses or applications for science, e.g. meteorology
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U80/00Transport or storage specially adapted for UAVs
    • B64U80/80Transport or storage specially adapted for UAVs by vehicles
    • B64U80/84Waterborne vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2213/00Temperature mapping

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Ein Verfahren und eine Einrichtung zur Wassersäulenprofilmessung weisen folgende Merkmale auf:
• das Verfahren verwendet eine Messanordnung mit einer Flugdrohne (10), einem Eintauchkabel (20) und einer Messsonde (30) zur Messung physikalischer Größen, derart, dass ein Ende des Eintauchkabels (20) mit der Flugdrohne (10) und ein anderes Ende des Eintauchkabels (20) mit der Messsonde (30) verbunden sind, mit den Schritten:
• Hinflug der Flugdrohne (10) mit dem Eintauchkabel (20) und der Messsonde (30) von einer Basisstation zu mindestens einer Meeresmessposition,
• an jeder der mindestens einen Meeresmessposition erfolgen die Schritte:
▪ Absenken der Flugdrohne (10) und damit einhergehendes Absinken der Messsonde (30) in dem Meer unter Erfassung von Messdaten mit der Messsonde (30),
▪ Emporsteigen der Flugdrohne (10) und damit einhergehendes Hochtauchen der Messsonde (30) im Meer unter fakultativer Erfassung von Messdaten mit der Messsonde (30),
• Rückflug der Flugdrohne (10) mit dem Eintauchkabel (20) und der Messsonde (30) zur Basisstation und Absetzen der Messsonde (30) auf der Basisstation.
Die Messsonde, das Eintauchkabel und die Flugdrohne sind wiederverwendbar. Das Meer wird nicht mit Müll belastet. Es können Messungen in flachen Gewässern durchgeführt werden.
A method and device for water column profile measurement have the following features:
• the method uses a measuring arrangement with a flying drone (10), a submersible cable (20) and a measuring probe (30) for measuring physical quantities, such that one end of the submersible cable (20) is connected to the flying drone (10) and another end of the submersible cable (20) is connected to the measuring probe (30), with the steps:
• Flight of the drone (10) with the immersion cable (20) and the measuring probe (30) from a base station to at least one marine measuring position,
• At each of the at least one marine measurement position, the following steps are carried out:
▪ Lowering the drone (10) and the associated lowering of the measuring probe (30) into the sea while recording measurement data with the measuring probe (30),
▪ Ascent of the drone (10) and the concomitant submersion of the measuring probe (30) in the sea with optional recording of measurement data with the measuring probe (30),
• Return flight of the drone (10) with the immersion cable (20) and the measuring probe (30) to the base station and placing the measuring probe (30) on the base station.
The measuring probe, submersible cable, and drone are reusable. The ocean is not polluted with debris. Measurements can be taken in shallow waters.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Wassersäulenprofilmessung physikalischer Größen.The invention relates to a method and a device for water column profile measurement of physical quantities.

Die DE 696 04 575 T2 zeigt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Wassersäulenprofilmessung. Das Verfahren verwendet eine Messanordnung mit einer Sondenhalterung, die eine Vielzahl von Messsonden zur Messung physikalischer Größen aufnimmt. Die Messanordnung wird beispielsweise von einem Flugzeug an einer vorgegebenen Meeresmessposition ins Meer geworfen. Da die Messanordnung schwerer als Wasser ist, sinkt die Messanordnung auf den Meeresboden. Eine einzelne Messsonde dagegen ist leichter als Wasser. Eine Freigabeeinrichtung einer einzelnen Messsonde gibt diese von der Sondenhalterung frei. Die freigegebene Messsonde durchtaucht die Wassersäule nach oben und erfasst dabei die Messdaten. Nach Erreichen der Wasseroberfläche werden die Messdaten an einen Satelliten für eine nachfolgende Auswertung übertragen. Danach ist diese Messsonde verbraucht und wird, wie auch später die Sondenhalterung und die weiteren Messsonden, zum Meeresmüll.The DE 696 04 575 T2 shows a method and device for water column profile measurement. The method uses a measuring arrangement with a probe holder that accommodates a plurality of measuring probes for measuring physical quantities. The measuring arrangement is dropped into the sea, for example from an aircraft, at a predetermined ocean measuring position. Since the measuring arrangement is heavier than water, it sinks to the seabed. A single measuring probe, on the other hand, is lighter than water. A release device for an individual measuring probe releases it from the probe holder. The released measuring probe rises through the water column, recording the measurement data. After reaching the water surface, the measurement data is transmitted to a satellite for subsequent analysis. After this time, this measuring probe is used up and, like the probe holder and the other measuring probes later, becomes marine litter.

Die US 3 561 268 A1 zeigt ebenfalls eine Einweg-Messsonde, die nach der Nutzung im Wasser als Müll verbleibt. Diese Einweg-Messonden sind preiswert aufgebaut und die Messgenauigkeit ist entsprechend niedrig. Zudem sind die Ballastgewichte aus Blei und vergiften die Meere.The US 3 561 268 A1 also shows a disposable measuring probe that remains in the water as waste after use. These disposable measuring probes are inexpensive and their measurement accuracy is correspondingly low. Furthermore, the ballast weights are made of lead and poison the oceans.

Aus einem Prospekt (CTD60Mc - ultra deep Sea, Online and Memory Probe up to 11 000 m der Fa. Sea & Sun Technology) ist eine Messsonde mit der Form eines länglichen Zylinders bekannt.A measuring probe in the shape of an elongated cylinder is known from a brochure (CTD60Mc - ultra deep Sea, Online and Memory Probe up to 11 000 m from Sea & Sun Technology).

Die WO 2022/038005 A1 zeigt eine Luft-Wasser-Drohne zum Auffinden von Minen in flachen Gewässern.The WO 2022/038005 A1 shows an air-to-water drone for detecting mines in shallow waters.

Weiteren Stand der Technik zeigen die nachfolgend zitierten Dokumente:

  • - RANGAN, Srinivasan [et al.]: A study on drone stability on lifting and hovering with the CTD sensor and instrumentation payload for ocean observation applications. Juli 2021 .
  • - RANGAN, Srinivasan [et al.]: A customized drone for ocean and atmospheric measurements and its performances. In: Maritime technology „and research, Vol. 6, Juli-September 2024, No. 3, Art.-Nr. 267638, 13 S. - ISSN 2651-205X .
  • - RANGAN, Srinivasan [et al.]: Adapting the drone technology for marine applications - a high resolution water quality measurement system using drone (part 3). In: Marine engineers review India, Vol. 16, 2022, No. 12, S. 23-26. ISSN 2250-1967 .
  • - RANGAN, Srinivasan [et al.]: Adapting the drone technology for marine applications - a high resolution water quality measurement system using drone (part 2). In: Marine engineers review India, Vol. 16, 2022, No. 10, S. 14-21. - ISSN 2250-1967 .
  • - KOPARAN, Cengiz (et al.]: Temperature profiling of waterbodies with a UAVintegrated sensor subsystem. In: Drones, Vol. 4, 2020, No. 3, Art.-Nr. 35, 10 S. - I_SSN 2504- 446X .
  • - KOPARAN, Cengiz [et al.]: Autonomous in situ measurements of noncontaminant water quality indicators and sample collection with a UAV. In: Water, Vol. 11, 2019, No. 3, Art.-Nr. 604, 15 S. - ISSN 2073-4441 .
  • - CHUNG, Michaella (et al.]: Obtaining the thermal structure of lakes from the air. In: Water, Vol. 7, 2015, No.11, S. 6467-6482. -ISSN 2073-4441 .
  • - POULSEN, Ebbe [et al.]: Uncrewed aerial vehicle with onboard winch system for rapid, cost-effective, and safe oceanographic profiling in hazardous and inaccessible areas. In: HardwareX, Vol. 18, 2024, Art.-Nr. e00518, 21 S. - ISSN 2468-0672 .
  • - US 2017 / 0 328 814 A1
  • - SEA & SUN Technology GmbH: CTD60Mc - ultra deep sea. Online and memory probe up to 11000 m. Trappenkamp, 2018. 2 S. - Firmenschrift .
  • - WO 2024 / 132 529 A1
Further state of the art is shown in the following documents:
  • - RANGAN, Srinivasan [et al.]: A study on drone stability on lifting and hovering with the CTD sensor and instrumentation payload for ocean observation applications. July 2021 .
  • - RANGAN, Srinivasan [et al.]: A customized drone for ocean and atmospheric measurements and its performances. In: Maritime technology "and research, Vol. 6, July-September 2024, No. 3, Art. No. 267638, 13 pp. - ISSN 2651-205X .
  • - RANGAN, Srinivasan [et al.]: Adapting the drone technology for marine applications - a high resolution water quality measurement system using drone (part 3). In: Marine engineers review India, Vol. 16, 2022, No. 12, pp. 23-26. ISSN 2250-1967 .
  • - RANGAN, Srinivasan [et al.]: Adapting the drone technology for marine applications - a high resolution water quality measurement system using drone (part 2). In: Marine engineers review India, Vol. 16, 2022, No. 10, pp. 14-21. - ISSN 2250-1967 .
  • - KOPARAN, Cengiz (et al.]: Temperature profiling of waterbodies with a UAV integrated sensor subsystem. In: Drones, Vol. 4, 2020, No. 3, Art. No. 35, 10 pp. - I_SSN 2504- 446X .
  • - KOPARAN, Cengiz [et al.]: Autonomous in situ measurements of noncontaminant water quality indicators and sample collection with a UAV. In: Water, Vol. 11, 2019, No. 3, item no. 604, 15 pp. - ISSN 2073-4441 .
  • - CHUNG, Michaella (et al.]: Obtaining the thermal structure of lakes from the air. In: Water, Vol. 7, 2015, No.11, pp. 6467-6482. -ISSN 2073-4441 .
  • - POULSEN, Ebbe [et al.]: Uncrewed aerial vehicle with onboard winch system for rapid, cost-effective, and safe oceanographic profiling in hazardous and inaccessible areas. In: HardwareX, Vol. 18, 2024, Art. No. e00518, 21 pp. - ISSN 2468-0672 .
  • - US 2017 / 0 328 814 A1
  • - SEA & SUN Technology GmbH: CTD60Mc - ultra deep sea. Online and memory probe up to 11000 m. Trappenkamp, 2018. 2 p. - company publication .
  • - WO 2024 / 132 529 A1

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren und eine alternative Einrichtung zur Wassersäulenprofilmessung zu schaffen.The invention is based on the object of creating an alternative method and an alternative device for water column profile measurement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des auf ein Verfahren gerichteten Anspruches 1 und durch die Merkmale des auf eine Einrichtung gerichteten Anspruches 7 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1 directed to a method and by the features of claim 7 directed to a device.

Die Vorteile der Erfindung liegen in der Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit der Messanordnung. Zudem soll diese Erfindung auch eine Messung im sehr flachen Küstengebiet ermöglichen, in das Schiffe nicht einfahren können.The advantages of the invention lie in the sustainability and environmental compatibility of the measuring setup. Furthermore, this invention should also enable measurements in very shallow coastal areas where ships cannot enter.

Die erfinderische Idee des Verfahrens oder der Einrichtung zur Wassersäulenprofilmessung liegt in der Verwendung einer Flugdrohne, einem Eintauchkabel und einer Messsonde. Die Einheit aus Flugdrohne, Eintauchkabel und Messsonde fliegt von einer Basisstation zu mindestens einem Meeresmesspunkt. An jedem Meeresmesspunkt sinkt die Flugdrohne ab. Weil ein Ende des Eintauchkabels mit der Flugdrohne und ein anderes Ende des Eintauchkabels mit der Messsonde verbunden sind, folgt die Messsonde der Absinkbewegung der Flugdrohne und erfasst Messdaten des Meeres. Steigt die Flugdrohne empor, taucht auch die Messsonde hoch und tritt aus dem Meer heraus. Sind von allen Meeresmesspunkten die Messdaten erfasst, fliegt die Flugdrohne zur Basisstation zurück und setzt die Messsonde ab. Die Messsonde, das Eintauchkabel und die Flugdrohne werden wiederverwendet. Das Meer wird nicht mit Müll belastet. Insbesondere verbleiben keine Kabel in den Meeren, in denen sich Meeressäuger oder Fische verfangen können. Die Wassersäulenprofilmessung erfolgt nachhaltig und umweltverträglich. Beim Absinken der Messsonde über einen mittigen Einströmungskanal strömt von unten frisches Meerwasser in einen sich anschließenden, ebenfalls mittigen Messraum, in dem die Messdaten erfasst werden. Über radiale, nach oben geneigte Abführkanäle strömt das Meerwasser wieder heraus. Die Messdaten werden im Messraum erfasst. Der Staudruck am Einströmungskanal beim Absinken der Messsonde bewirkt, dass der Messraum immer mit Meerwasser der aktuellen Wassertiefe durchströmt wird. Die Messsonde 30 weist einen zylindrischen Sondenkern 32 auf, der am Fuß Einzelsensoren 31a, 31b und 31c aufweist.The inventive idea of the method or device for water column profile measurement lies in the use of an aerial drone, a submersible cable, and a measuring probe. The unit consisting of the aerial drone, submersible cable, and measuring probe flies from a base station to at least one ocean measuring point. At each ocean measuring point, the drone descends. Because one end of the immersion cable is connected to the drone and the other end of the immersion cable is connected to the measuring probe, the measuring probe follows the drone's descent and records ocean measurement data. As the drone ascends, the measuring probe also submerges and emerges from the ocean. Once the measurement data has been recorded from all ocean measuring points, the drone returns to the base station and deploys the measuring probe. The measuring probe, the immersion cable, and the drone are reused. The ocean is not polluted with waste. In particular, no cables are left in the oceans where marine mammals or fish can become entangled. The water column profile measurement is carried out in a sustainable and environmentally friendly manner. As the measuring probe descends through a central inflow channel, fresh seawater flows from below into an adjoining, also centrally located measuring chamber, where the measurement data is recorded. The seawater flows out again via radial, upwardly inclined discharge channels. The measurement data is recorded in the measuring chamber. The dynamic pressure at the inflow channel as the measuring probe descends ensures that the measuring chamber is always perfused with seawater at the current water depth. The measuring probe 30 has a cylindrical probe core 32, which has individual sensors 31a, 31b, and 31c at its base.

Überraschend einfach ist die konstruktive Ausbildung, da die Verlängerung des Einströmungskanals 35 der Messraum 36 ist und die Aufnahme des zylindrischen Sondenkerns 32 die Verlängerung des Messraumes 36 bildet.The structural design is surprisingly simple, since the extension of the inflow channel 35 is the measuring chamber 36 and the receptacle of the cylindrical probe core 32 forms the extension of the measuring chamber 36.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird beim Absetzen der Messsonde auf der Basisstation das Eintauchkabel von der Flugdrohne ausgeklinkt. Das Ausklinken des Eintauchkabels verhindert, dass sich das Eintauchkabel beispielsweise in den Rotoren der Flugdrohne verfängt.According to an advantageous embodiment of the invention, the immersion cable is released from the drone when the measuring probe is placed on the base station. This release prevents the immersion cable from becoming entangled, for example, in the drone's rotors.

Alternativ zum Ausklinken des Eintauchkabels wird eine Flugdrohne mit einer antreibbaren Haspel verwendet. Vor dem Absetzen der Messsonde auf der Basisstation wird das Eintauchkabel von der antreibbaren Haspel aufgewickelt, um ein Verheddern des Eintauchkabels mit beweglichen Teilen der Flugdrohne zu verhindern.As an alternative to unhooking the immersion cable, a drone with a driven reel is used. Before the measuring probe is placed on the base station, the immersion cable is wound up from the driven reel to prevent it from becoming entangled with moving parts of the drone.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Absinken der Messsonde im Meer unter Erfassung von Messdaten bei einer Sinkgeschwindigkeit von 7 m/s ± 2m/s erfolgt. Dieser Bereich ist ein Kompromiss der Parameter der benötigten Zeit und der Genauigkeit der Messung.According to a further advantageous embodiment of the invention, the measuring probe sinks into the sea and collects measurement data at a sinking speed of 7 m/s ± 2 m/s. This range represents a compromise between the parameters of the required time and the accuracy of the measurement.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die erfassten Messdaten drahtgebunden zur Flugdrohne und über Funk von der Flugdrohne zur Basisstation übertragen. Die Messdaten können somit unmittelbar nach ihrer Erfassung ausgewertet werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the acquired measurement data is transmitted wired to the drone and wirelessly from the drone to the base station. The measurement data can thus be evaluated immediately after acquisition.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfasst die Messsonde Messdaten der Leitfähigkeit, der Temperatur und der Wassertiefe. Eine Wassersäulenprofilmessung mit diesen physikalischen Messdaten sorgt dafür, dass mit Hilfe dieser Messdaten die Genauigkeit von Sonarverfahren erhöht wird, da damit die Schallgeschwindigkeit in der Wassersäule sehr präzise angegeben werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, the measuring probe records measurement data of conductivity, temperature, and water depth. A water column profile measurement using this physical measurement data ensures that the accuracy of sonar methods is increased, as it allows the speed of sound in the water column to be determined very precisely.

Die Unteransprüche 8 bis 12 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung. Die Vorteile der Verfahrens-Unteransprüche gelten für die jeweiligen Einrichtungs-Unteransprüche entsprechend.Subclaims 8 to 12 relate to advantageous embodiments of the device according to the invention. The advantages of the method subclaims apply accordingly to the respective device subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen als stark vereinfachte Prinzipskizzen:

  • 1 eine Messanordnung mit einer Flugdrohne, einem Eintauchkabel und einer Messsonde, in einer perspektivischen Darstellung;
  • 1a eine alternative Flugdrohne gegenüber der in 1 gezeigten Flugdrohne;
  • 2 die in 1 gezeigte Messsonde der Messanordnung, in einer vergrößerten Schnittdarstellung;
  • 3a bis 3e jeweils die in 1 gezeigte Messanordnung zu aufeinander folgenden Zeitpunkten illustrierend einzelne Verfahrensschritte, jeweils in einer Vorderansicht.
Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. These are highly simplified schematic diagrams:
  • 1 a measuring arrangement with a flying drone, an immersion cable and a measuring probe, in a perspective view;
  • 1a an alternative drone to the one in 1 shown flying drone;
  • 2 which in 1 shown measuring probe of the measuring arrangement, in an enlarged sectional view;
  • 3a to 3e each in 1 The measuring arrangement shown at successive points in time illustrates individual process steps, each in a front view.

1 zeigt eine Einrichtung zur Wassersäulenprofilmessung. Die Einrichtung umfasst eine Messanordnung mit einer Flugdrohne 10, einem Eintauchkabel 20 und einer Messsonde 30 zur Messung physikalischer Größen. Die 2 ergänzt die 1, indem die Messsonde 30 vergrößert dargestellt ist. Ein Ende des Eintauchkabels 20 ist mit der Flugdrohne 10 und ein anderes Ende des Eintauchkabels 20 ist mit der Messsonde 30 verbunden. 1 shows a device for water column profile measurement. The device comprises a measuring arrangement with a drone 10, a submersible cable 20, and a measuring probe 30 for measuring physical quantities. 2 complements the 1 , in which the measuring probe 30 is shown enlarged. One end of the immersion cable 20 is connected to the drone 10, and the other end of the immersion cable 20 is connected to the measuring probe 30.

Die Einrichtung ist zur Durchführung der folgenden Schritte ausgebildet:

  • • Hinflug der Flugdrohne 10 mit dem Eintauchkabel 20 und der Messsonde 30 von einer Basisstation zu mindestens einer Meeresmessposition,
  • • an jeder der mindestens einen Meeresmessposition erfolgen die Schritte:
    • ◯ Absenken der Flugdrohne 10 und damit einhergehendes Absinken der Messsonde 30 im Meer 40 unter Erfassung von Messdaten mit der Messsonde 30,
    • ◯ Emporsteigen der Flugdrohne 10 und damit einhergehendes Hochtauchen der Messsonde 30 im Meer 40 unter fakultativer Erfassung von Messdaten mit der Messsonde 30,
  • • Rückflug der Flugdrohne 10 mit dem Eintauchkabel 20 und der Messsonde 30 zur Basisstation und Absetzen der Messsonde 30 auf die Basisstation.
The facility is trained to carry out the following steps:
  • • Outward flight of the drone 10 with the immersion cable 20 and the measuring probe 30 from a base station to at least one marine measuring position,
  • • At each of the at least one marine measurement position, the following steps are carried out:
    • ◯ Lowering the drone 10 and the concomitant lowering of the measuring probe 30 into the sea 40 while recording measurement data with the measuring probe 30,
    • ◯ Ascent of the drone 10 and the concomitant submersion of the measuring probe 30 in the sea 40 with optional recording of measurement data with the measuring probe 30,
  • • Return flight of the drone 10 with the immersion cable 20 and the measuring probe 30 to the base station and setting down the measuring probe 30 on the base station.

Die Einrichtung weist eine Ausklinkvorrichtung 15 auf, um beim Absetzen der Messsonde 30 auf der Basisstation das Eintauchkabel 20 von der Flugdrohne 10 auszuklinken.The device has a release device 15 for releasing the immersion cable 20 from the drone 10 when the measuring probe 30 is placed on the base station.

1a zeigt eine Alternative zur Ausklinkvorrichtung 15, bei der die Flugdrohne 10 eine antreibbare Haspel 14 aufweist, mit der vor dem Absetzen der Messsonde 30 auf der Basisstation das Eintauchkabel 20 aufwickelbar ist. 1a shows an alternative to the release device 15, in which the flying drone 10 has a drivable reel 14 with which the immersion cable 20 can be wound up before the measuring probe 30 is placed on the base station.

Das Eintauchkabel 20 ist beispielhaft 120 m lang. Mit dieser Länge kann die Messsonde 30 beim Absinken im Meer 40 eine Meerestiefe von 100 m erreichen. Die Flugdrohne 10 befindet sich dabei noch in einem Sicherheitsabstand von 20 m oberhalb des Meeresspiegels. Da Teile der Nordsee und die Ostsee weniger als 100 m tief sind, genügt oftmals die vorgenannte Länge des Eintauchkabels zur Wassersäulenprofilmessung. Außerdem werden damit geltende Bestimmungen zum Flugbetrieb von Drohnen nicht verletzt. Auf offener See können auch längere Kabel verwendet werden, um größere Meerestiefen zu.erreichen.The immersion cable 20, for example, is 120 m long. With this length, the measuring probe 30 can reach a depth of 100 m when sinking into the sea 40. The drone 10 is still at a safe distance of 20 m above sea level. Since parts of the North Sea and the Baltic Sea are less than 100 m deep, the aforementioned length of the immersion cable is often sufficient for water column profile measurements. Furthermore, it does not violate applicable regulations regarding drone flight operations. Longer cables can also be used on the open sea to reach greater depths.

Die Messsonde 30 weist eine stromlinienförmige Verkleidung 31 auf, um beim Absinken der Messsonde 30 im Meer 40 Messdaten bei einer Sinkgeschwindigkeit von 7 m/s zu erfassen.The measuring probe 30 has a streamlined fairing 31 in order to collect measurement data as the measuring probe 30 sinks in the sea 40 at a sinking speed of 7 m/s.

Die Messsonde 30 weist, betrachtet man die Messsonde 30 in der Stellung des Absinkens, einen unteren, längsaxialen Einströmungsskanal 35 auf. Über die Öffnung des längsaxialen Einströmungsskanals 35 strömt beim Absinken der Messsonde 30 frisches Meerwasser in einen sich anschließenden Messraum 36, in dem die Messdaten erfasst werden. Über radiale, nach oben geneigte Abströmungskanäle 34 wird das Meerwasser aus dem Messraum 36 wieder abgeleitet.When viewed in the lowering position, the measuring probe 30 has a lower, longitudinally axial inflow channel 35. As the measuring probe 30 descends, fresh seawater flows through the opening of the longitudinally axial inflow channel 35 into an adjacent measuring chamber 36, where the measurement data is recorded. The seawater is drained from the measuring chamber 36 via radial, upwardly inclined outflow channels 34.

Die Messsonde 30 weist einen zylindrischen Sondenkern 32 auf, der am Fuß Einzelsensoren 31a, 31b und 31c aufweist. Überraschend einfach ist die konstruktive Ausbildung, da die Verlängerung des Einströmungskanals 35 der Messraum 36 ist und die Aufnahme des zylindrischen Sondenkerns 32 die Verlängerung des Messraumes 36 bildet.The measuring probe 30 has a cylindrical probe core 32, which has individual sensors 31a, 31b, and 31c at its base. The design is surprisingly simple, since the extension of the inflow channel 35 forms the measuring chamber 36, and the receptacle of the cylindrical probe core 32 forms the extension of the measuring chamber 36.

Die Messsonde 30 ist eine CTD (Conductivity-Temperature-Depth)-Messsonde 30. Ihre Einzelsensoren 31a, 31b und 31c erfassen Messdaten der Leitfähigkeit, der Temperatur und der Wassertiefe. Die Wassertiefe ist aus dem Druck ableitbar.The measuring probe 30 is a CTD (Conductivity-Temperature-Depth) measuring probe. Its individual sensors 31a, 31b, and 31c record measurement data for conductivity, temperature, and water depth. The water depth can be derived from the pressure.

Aus Gründen einer einfachen Montage ist die Verkleidung 31 in Längsrichtung zweigeteilt und weist ein Kopfteil 31a und ein Fußteil 31b auf.For ease of assembly, the panel 31 is divided into two parts in the longitudinal direction and has a head part 31a and a foot part 31b.

In dem Eintauchkabel 20 ist ein Datenkabel integriert, um drahtgebunden die erfassten Messdaten zur Flugdrohne 10 zu übertragen. Die Flugdrohne 10 weist eine Funkeinrichtung mit einer Antenne 39 auf, um die Messdaten über Funk von der Flugdrohne 10 zur Basisstation zu übertragen.A data cable is integrated into the immersion cable 20 for transmitting the acquired measurement data to the drone 10 via a wired connection. The drone 10 has a radio device with an antenna 39 for transmitting the measurement data via radio from the drone 10 to the base station.

Nachfolgend wird der Ablauf einer Messkompanie einer Wassersäulenprofilmessung beschrieben.

  • - Ein Schiff stellt die Basisstation dar.
  • - Das Schiff transportiert eine Messanordnung umfassend eine Flugdrohne 10, ein Eintauchkabel 20 und eine Messsonde 30.
  • - Die Flugdrohne 10 wird gestartet und nach oben bewegt. Dabei wird das Eintauchkabel 20 mit in die Höhe gezogen.
  • - Erreicht die Flugdrohne 10 eine Höhe entsprechend der Kabellänge, hebt sich die Messsonde 30.
  • - Die Flugdrohne 10 weist ein Navigationssystem auf und fliegt zum ersten Meeresmesspunkt.
  • - Es erfolgen die Einzelschritte:
  • - Absenken der Flugdrohne 10 und damit einhergehendes Absinken der Messsonde 30 im Meer 40 unter Erfassung von Messdaten mit der Messsonde 30. 3a illustriert den Beginn des Absinkens, wobei die Messsonde 30 gerade eintaucht. 3b illustriert das Ende des Absinkens, wobei die Messsonde gerade auf den Meeresboden auftrifft. Ein Aufschlagsensor erkennt einen Kontakt mit dem Meeresboden und liefert diese Information ebenfalls über das vorgenannte Datenkabel an die Flugdrohne 10.
  • - Emporsteigen der Flugdrohne 10 und damit einhergehendes Hochtauchen der Messsonde 30 im Meer 40 unter fakultativer Erfassung von Messdaten mit der Messsonde 30. 3c illustriert den Zeitpunkt, zu dem die Messsonde 30 das Meer 40 verlässt.
  • - Weitere Meeresmesspunkte werden angeflogen. An jedem Meeresmesspunkt werden die vorgenannten Einzelschritte durchgeführt.
  • - Dann erfolgt der Rückflug der Flugdrohne 10 mit dem Eintauchkabel 20 und der Messsonde 30 zur Basisstation, illustriert in 3d, und das Absetzen der Messsonde 30 auf der Basisstation, illustriert in 3e.
  • - Aufgrund der hohen Kabellänge pendelt die Messsonde 30 bei Seegang. Der Absetzvorgang der Messsonde 30 vereinfacht sich durch eine Verwendung einer Ausklinkvorrichtung 15. Ist, wie 3e zeigt, die Messsonde 30 auf der Basisstation abgelegt, wird das Eintauchkabel 20 von der Flugdrohne 10 gelöst, damit sich die Rotoren der Flugdrohne 10 nicht im Eintauchkabel 20 verfangen.
  • - Alternativ zur Ausklinkvorrichtung 15 kann eine antreibbare Haspel 14 an der. Drohne 10 verwendet werden. Die antreibbare Haspel 14 erleichtert nicht nur den Landevorgang, sondern auch den Startvorgang. Denn die antreibbare Haspel erlaubt es auch, erst am Meeresmessposition das Eintauchkabel 20 auf eine Länge einer vorgesehenen Wassersäule abzuwickeln.
The following describes the process of a measuring company for a water column profile measurement.
  • - A ship represents the base station.
  • - The ship transports a measuring arrangement comprising an aerial drone 10, a submersible cable 20 and a measuring probe 30.
  • - The drone 10 is launched and moved upwards. The immersion cable 20 is pulled upwards.
  • - When the drone 10 reaches a height corresponding to the cable length, the measuring probe 30 lifts.
  • - The drone 10 has a navigation system and flies to the first marine measurement point.
  • - The individual steps are:
  • - Lowering the drone 10 and the concomitant lowering of the measuring probe 30 into the sea 40 while recording measurement data with the measuring probe 30. 3a illustrates the beginning of the descent, with the measuring probe 30 just immersed. 3b Illustrates the end of the descent, with the measuring probe just touching the seabed. An impact sensor detects contact with the seabed and transmits this information to the drone 10 via the aforementioned data cable.
  • - Ascent of the aerial drone 10 and concomitant submersion of the measuring probe 30 in the sea 40 with optional recording of measurement data with the measuring probe 30. 3c illustrates the time at which the measuring probe 30 leaves the sea 40.
  • - Additional marine measurement points are flown to. The aforementioned individual steps are carried out at each marine measurement point.
  • - Then the drone 10 returns with the immersion cable 20 and the measuring probe 30 to the base station, illustrated in 3D , and placing the measuring probe 30 on the base station, illustrated in 3e .
  • - Due to the long cable length, the measuring probe 30 swings in rough seas. The lowering process of the measuring probe 30 is simplified by using a release device 15. If, as 3e shows, the measuring probe 30 is placed on the base station, the immersion cable 20 is detached from the drone 10 so that the rotors of the drone 10 do not get caught in the immersion cable 20.
  • - As an alternative to the release device 15, a drivable reel 14 can be used on the drone 10. The drivable reel 14 not only facilitates the landing process, but also the takeoff process. The drivable reel also allows the submersible cable 20 to be unwound to a length corresponding to the specified water column at the sea measurement position.

Abweichungen oder Ergänzungen zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen sind beispielsweise wie folgt möglich:

  • ▪ Die Sinkgeschwindigkeit beträgt im Ausführungsbeispiel 7 m/s. Die Sinkgeschwindigkeit könnte auch einen hiervon abweichenden Wert aufweisen, der im Bereich von 7m/s ± 2m/s liegt.
  • ▪ Die Messsonde 30 könnte über die Einzelsensoren 33a, 33b, 33c der CTD-Messsonde hinaus noch weitere Einzelsensoren aufweisen.
  • ▪ Die Messdaten der Messsonde 30 könnten auch an der Basisstation ausgelesen werden.
  • • Die Flugdrohne 10 ist ein Multicopter. Abweichend zur Darstellung könnte die Flugdrohne auch mehr als vier Rotoren aufweisen
  • ▪ In dem Eintauchkabel 20 könnte ferner ein Stromkabel zur Stromversorgung der Messsonde integriert sein.
Deviations or additions to the previous embodiments are possible, for example, as follows:
  • ▪ The descent rate in the example is 7 m/s. The descent rate could also have a different value, ranging from 7 m/s ± 2 m/s.
  • ▪ The measuring probe 30 could have further individual sensors in addition to the individual sensors 33a, 33b, 33c of the CTD measuring probe.
  • ▪ The measurement data from the measuring probe 30 could also be read out at the base station.
  • • Drone 10 is a multicopter. Unlike the illustration, the drone could also have more than four rotors.
  • ▪ A power cable for supplying power to the measuring probe could also be integrated into the immersion cable 20.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

1010
Flugdrohneflying drone
1414
Haspelreel
1515
AusklinkvorrichtungRelease device
2020
EintauchkabelImmersion cable
3030
Messsondemeasuring probe
3131
Verkleidungcladding
31a31a
Kopfteil der VerkleidungHeadboard of the panel
31b31b
Fußteil der VerkleidungFoot part of the cladding
3232
SondenkernProbe core
33a, 33b, 33c33a, 33b, 33c
jeweils ein Einzelsensorone individual sensor each
3434
Abströmungskanaloutflow channel
3535
EinströmungskanalInflow channel
3636
Messraummeasuring room
3939
Antenneantenna
4040
Meersea

Claims (12)

Verfahren zur Wassersäulenprofilmessung, mit den Merkmalen: • das Verfahren verwendet eine Flugdrohne (10), ein Eintauchkabel (20) und eine Messsonde (30) zur Messung physikalischer Größen, derart, dass ein Ende des Eintauchkabels (20) mit der Flugdrohne (10) und ein anderes Ende des Eintauchkabels (20) mit der Messsonde (30) verbunden sind, wobei die Messsonde (30), betrachtet man die Stellung der Messsonde (30) beim Absinken, einen unteren, längsaxialen Einströmungskanal (35), einen sich anschließenden Messraum (36) und sich anschließende, radial und nach oben geneigte Abführkanäle (34) aufweist, wobei beim Absinken der Messsonde (30) frisches Meerwasser über den Einströmungskanal (35) in den Messraum (36) hineinströmt und über die Abführkanäle (34) hinausströmt, wobei im Messraum (36) die Messdaten erfasst werden und wobei die Messsonde (30) einen zylindrischen Sondenkern (32) aufweist, der am Fuß Einzelsensoren (31a, 31b, 31c) aufweist, wobei die Verlängerung des Einströmungskanals (35) der Messraum (36) ist und die Aufnahme des zylindrischen Sondenkerns (32) die Verlängerung des Messraumes (36) bildet, • mit den Schritten: • Hinflug der Flugdrohne (10) mit dem Eintauchkabel (20) und der Messsonde (30) von einer Basisstation zu mindestens einer Meeresmessposition, • an jeder der mindestens einen Meeresmessposition erfolgen die Schritte: ▪ Absenken der Flugdrohne (10) und damit einhergehendes Absinken der Messsonde (30) im Meer (40) unter Erfassung von Messdaten mit der Messsonde (30), ▪ Emporsteigen der Flugdrohne (10) und damit einhergehendes Hochtauchen der Messsonde (30) im Meer (40) unter fakultativer Erfassung von Messdaten mit der Messsonde (30), • Rückflug der Flugdrohne (10) mit dem Eintauchkabel (20) und der Messsonde (30) zur Basisstation und Absetzen der Messsonde (30) auf der Basisstation.Method for water column profile measurement, having the features: • the method uses an aerial drone (10), a submersible cable (20), and a measuring probe (30) for measuring physical quantities, such that one end of the submersible cable (20) is connected to the aerial drone (10), and another end of the submersible cable (20) is connected to the measuring probe (30). The measuring probe (30), considering the position of the measuring probe (30) during descent, has a lower, longitudinally axial inflow channel (35), an adjoining measuring chamber (36), and adjoining, radially and upwardly inclined discharge channels (34). When the measuring probe (30) descends, fresh seawater flows into the measuring chamber (36) via the inflow channel (35) and flows out via the discharge channels (34). The measurement data are recorded in the measuring chamber (36), and the The measuring probe (30) has a cylindrical probe core (32) which has individual sensors (31a, 31b, 31c) at its base, wherein the extension of the inflow channel (35) is the measuring chamber (36) and the receptacle of the cylindrical probe core (32) forms the extension of the measuring chamber (36), • comprising the steps: • outbound flight of the aerial drone (10) with the immersion cable (20) and the measuring probe (30) from a base station to at least one marine measuring position, • at each of the at least one marine measuring position, the following steps are carried out: ▪ lowering of the aerial drone (10) and the concomitant descent of the measuring probe (30) into the sea (40) while recording measurement data with the measuring probe (30), ▪ ascent of the aerial drone (10) and the concomitant submersion of the measuring probe (30) into the sea (40) with optional recording of measurement data with the measuring probe (30), • Return flight of the drone (10) with the immersion cable (20) and the measuring probe (30) to the base station and setting down the measuring probe (30) on the base station. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem beim Absetzen der Messsonde (30) auf der Basisstation das Eintauchkabel (20) von der Flugdrohne (10) ausgeklinkt wird.Procedure according to Claim 1 , in which the immersion cable (20) is released from the drone (10) when the measuring probe (30) is placed on the base station. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Flugdrohne (10) mit einer antreibbaren Haspel (14) verwendet wird und bei dem vor dem Absetzen der Messsonde (20) auf der Basisstation das Eintauchkabel (20) mit der antreibbaren Haspel (14) aufgewickelt wird.Procedure according to Claim 1 , in which a flying drone (10) with a drivable reel (14) is used and in which the immersion cable (20) is wound up with the drivable reel (14) before the measuring probe (20) is placed on the base station. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Absinken der Messsonde (30) in dem Meer (40) unter Erfassung von Messdaten bei einer Sinkgeschwindigkeit von 7 m/s ± 2m/s erfolgt.Method according to one of the Claims 1 until 3 , in which the sinking of the measuring probe (30) in the sea (40) takes place while recording measurement data at a sinking speed of 7 m/s ± 2 m/s. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Messdaten drahtgebunden zur Flugdrohne (10) und über Funk von der Flugdrohne (10) an die Basisstation übertragen werden.Procedure according to a Claims 1 until 4 , in which the measurement data are transmitted by wire to the drone (10) and by radio from the drone (10) to the base station. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Messsonde (30) Messdaten der Leitfähigkeit, der Temperatur und der Wassertiefe erfasst.Method according to one of the Claims 1 until 5 , in which the measuring probe (30) records measurement data of conductivity, temperature and water depth. Einrichtung zur Wassersäulenprofilmessung, mit den Merkmalen: • die Einrichtung umfasst eine Flugdrohne (10), ein Eintauchkabel (20) und eine Messsonde (30) zur Messung physikalischer Größen, derart, dass ein Ende des Eintauchkabels (20) mit der Flugdrohne (10) und ein anderes Ende des Eintauchkabels (20) mit der Messsonde (30) verbunden sind, wobei die Messsonde (30),betrachtet man die Stellung der Messsonde (30) beim Absinken, einen unteren, längsaxialen Einströmungskanal (35), einen sich anschließenden Messraum (36) und sich anschließende, radial und nach oben geneigte Abführkanäle (34) aufweist, derart ausgebildet, dass beim Absinken der Messsonde (30) frisches Meerwasser über den Einströmungskanal (35) in den Messraum (36) hineinströmt und über die Abführkanäle (34) wieder hinausströmt, wobei im Messraum (36) die Messdaten erfassbar sind, und wobei die Messsonde (30) einen zylindrischen Sondenkern (32) aufweist, der am Fuß Einzelsensoren (31a, 31b, 31c) aufweist, wobei die . Verlängerung des Einströmungskanals (35) der Messraum (36) ist und die Aufnahme des zylindrischen Sondenkerns (32) die Verlängerung des Messraumes (36) bildet, • die Einrichtung ist zur Durchführung folgenden Verfahrens ausgebildet: • Hinflug der Flugdrohne (10) mit dem Eintauchkabel (20) und der Messsonde (30) von einer Basisstation zu mindestens einer Meeresmessposition, • an jeder der mindestens einen Meeresmessposition erfolgen die Schritte: ▪ Absenken der Flugdrohne (10) und damit einhergehendes Absinken der Messsonde (30) im Meer (40) unter Erfassung von Messdaten mit der Messsonde (30), ▪ Emporsteigen der Flugdrohne (10) und damit einhergehendes Hochtauchen der Messsonde (30) im Meer (40) unter fakultativer Erfassung von Messdaten mit der Messsonde (30), • Rückflug der Flugdrohne (10) mit dem Eintauchkabel (20) und der Messsonde (30) zur Basisstation und Absetzen der Messsonde (30) auf die Basisstation.Device for water column profile measurement, having the following features: • the device comprises an aerial drone (10), a submersible cable (20), and a measuring probe (30) for measuring physical quantities, such that one end of the submersible cable (20) is connected to the aerial drone (10), and another end of the submersible cable (20) is connected to the measuring probe (30), wherein the measuring probe (30), considering the position of the measuring probe (30) during descent, has a lower, longitudinally axial inflow channel (35), an adjoining measuring chamber (36), and adjoining, radially and upwardly inclined discharge channels (34), designed such that when the measuring probe (30) descends, fresh seawater flows into the measuring chamber (36) via the inflow channel (35) and flows out again via the discharge channels (34), wherein the measurement data are recorded in the measuring chamber (36). can be detected, and wherein the measuring probe (30) has a cylindrical probe core (32) which has individual sensors (31a, 31b, 31c) on the base, wherein the . The extension of the inflow channel (35) is the measuring chamber (36) and the receptacle of the cylindrical probe core (32) forms the extension of the measuring chamber (36), • The device is designed to carry out the following method: • Outward flight of the aerial drone (10) with the immersion cable (20) and the measuring probe (30) from a base station to at least one marine measuring position, • At each of the at least one marine measuring position, the following steps are carried out: ▪ Lowering of the aerial drone (10) and the concomitant descent of the measuring probe (30) into the sea (40) while recording measurement data with the measuring probe (30), ▪ Ascent of the aerial drone (10) and the concomitant submersion of the measuring probe (30) into the sea (40) with optional recording of measurement data with the measuring probe (30), • Return flight of the aerial drone (10) with the immersion cable (20) and the Measuring probe (30) to the base station and placing the measuring probe (30) on the base station. Einrichtung nach Anspruch 7, die eine Ausklinkvorrichtung (15) aufweist, um beim Absetzen der Messsonde (30) auf der Basisstation das Eintauchkabel (20) von der Flugdrohne (10) auszuklinken.Facility according to Claim 7 which has a release device (15) for releasing the immersion cable (20) from the flying drone (10) when the measuring probe (30) is placed on the base station. Einrichtung nach Anspruch 7, die eine Flugdrohne (10) mit einer antreibbaren Haspel (14) aufweist, mit der vor dem Absetzen der Messsonde (30) auf der Basisstation das Eintauchkabel (20) aufwickelbar ist.Facility according to Claim 7 which has a flying drone (10) with a drivable reel (14) with which the immersion cable (20) can be wound up before the measuring probe (30) is placed on the base station. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Messsonde (30) eine stromlinienförmige Verkleidung (31) aufweist, um beim Absinken der Messsonde (30) im Meer (40) Messdaten bei einer Sinkgeschwindigkeit von 7m/s ± 2m/s zu erfassen.Facility according to one of the Claims 7 until 9 , in which the measuring probe (30) has a streamlined fairing (31) in order to record measurement data when the measuring probe (30) sinks in the sea (40) at a sinking speed of 7 m/s ± 2 m/s. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, mit einer in dem Eintauchkabel (20) integrierten Datenleitung zur drahtgebunden Übertragung der erfassten Messdaten zur Flugdrohne (10) und einer Funkeinrichtung zur Weiterleitung dieser Messdaten von der Flugdrohne (10) zur Basisstation.Facility according to one of the Claims 7 until 10 , with a data line integrated in the immersion cable (20) for the wired transmission of the recorded measurement data to the flying drone (10) and a radio device for forwarding these measurement data from the flying drone (10) to the base station. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem die Messsonde (20) eine CTD(Conductivity-Temperature-Depth)-Messsonde ist, um Messdaten der Leitfähigkeit, der Temperatur und der Wassertiefe zu erfassen.Facility according to one of the Claims 7 until 11 , in which the measuring probe (20) is a CTD (Conductivity-Temperature-Depth) measuring probe for recording measurement data of conductivity, temperature and water depth.
DE102024003619.9A 2024-11-04 2024-11-04 Method and device for water column profile measurement Active DE102024003619B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024003619.9A DE102024003619B3 (en) 2024-11-04 2024-11-04 Method and device for water column profile measurement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024003619.9A DE102024003619B3 (en) 2024-11-04 2024-11-04 Method and device for water column profile measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102024003619B3 true DE102024003619B3 (en) 2025-09-25

Family

ID=96947496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102024003619.9A Active DE102024003619B3 (en) 2024-11-04 2024-11-04 Method and device for water column profile measurement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102024003619B3 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170328814A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-16 Hatch Ltd. Apparatus connecting a water sample bottle to an unmanned aerial vehicle (uav) in order to collect water samples from below the surface of a water body
WO2024132529A1 (en) * 2022-12-19 2024-06-27 IFP Energies Nouvelles Airborne system and method for characterising and collecting water

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170328814A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-16 Hatch Ltd. Apparatus connecting a water sample bottle to an unmanned aerial vehicle (uav) in order to collect water samples from below the surface of a water body
WO2024132529A1 (en) * 2022-12-19 2024-06-27 IFP Energies Nouvelles Airborne system and method for characterising and collecting water

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNG, Michaella [et al.]: Obtaining the thermal structure of lakes from the air. In: Water, Vol. 7, 2015, No. 11, S. 6467-6482. – ISSN 2073-4441. URL: https://doi.org/10.3390/w7116467 *
KOPARAN, Cengiz [et al.]: Autonomous in situ measurements of noncontaminant water quality indicators and sample collection with a UAV. In: Water, Vol. 11, 2019, No. 3, Art.-Nr. 604, 15 S. – ISSN 2073-4441. URL: https://doi.org/10.3390/w11030604 [abgerufen am 17.06.2025] *
KOPARAN, Cengiz [et al.]: Temperature profiling of waterbodies with a UAV-integrated sensor subsystem. In: Drones, Vol. 4, 2020, No. 3, Art.-Nr. 35, 10 S. – ISSN 2504-446X. URL: https://doi.org/10.3390/drones4030035 [abgerufen am 17.06.2025] *
POULSEN, Ebbe [et al.]: Uncrewed aerial vehicle with onboard winch system for rapid, cost-effective, and safe oceanographic profiling in hazardous and inaccessible areas. In: HardwareX, Vol. 18, 2024, Art.-Nr. e00518, 21 S. – ISSN 2468-0672. URL: https://doi.org/10.1016/j.ohx.2024.e00518 *
RANGAN, Srinivasan [et al.]: A customized drone for ocean and atmospheric measurements and its performances. In: Maritime technology and research, Vol. 6, Juli-September 2024, No. 3, Art.-Nr. 267638, 13 S. – ISSN 2651-205X. URL: https://doi.org/10.33175/mtr.2024.267638 [Publiziert online am 22.01.2024] *
RANGAN, Srinivasan [et al.]: A study on drone stability on lifting and hovering with the CTD sensor and instrumentation payload for ocean observation applications. Juli 2021.URL: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.30532.76163 *
RANGAN, Srinivasan [et al.]: Adapting the drone technology for marine applications – a high resolution water quality measurement system using drone (part 2). In: Marine engineers review India, Vol. 16, 2022, No. 10, S. 14-21. – ISSN 2250-1967. URL: https://www.researchgate.net/profile/R-Srinivasan-7/publication/364320528_Adapting_the_Drone_Technology_for_Marine_Applications_Part_2/links/6347b05c2752e45ef6b2928d/Adapting-the-Drone-Technology-for-Marine-Applications-Part-2.pdf [abgerufen am 17.06.2025] *
RANGAN, Srinivasan [et al.]: Adapting the drone technology for marine applications – a high resolution water quality measurement system using drone (part 3). In: Marine engineers review India, Vol. 16, 2022, No. 12, S. 23-26. ISSN 2250-1967.URL: https://www.researchgate.net/publication/365299696_Adapting_the_Drone_Technology_for_Marine_Applications_Part_3 *
SEA & SUN Technology GmbH: CTD60Mc - ultra deep sea. Online and memory probe up to 11000 m. Trappenkamp, 2018. 2 S. - Firmenschrift. URL: https://www.sea-sun-tech.com/wp-content/uploads/2018/10/datasheet_CTD60Mc-ultra-deep-sea_opt.pdf [abgerufen am 2025-03-12] *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2988991B1 (en) Autonomous submersible vehicle and method for pulling in same
EP2547903B1 (en) Method for diagnosing the structural condition of wind generators
DE212019000025U1 (en) In-situ long-term observation device for an engineering geological environment of a deep seabed
DE102013205004B4 (en) Black box, airplane with black box and method for reading flight data from a black box
DE102013104278B4 (en) Floating work platform with a lifting system and method for performing underwater work
DE102024003619B3 (en) Method and device for water column profile measurement
DE2109532C3 (en) Underwater measuring winch system
DE202019104860U1 (en) Rescue drone and rescue system for drowning people
DE102007012911A1 (en) Method for navigating an underwater vehicle
DE69205432T2 (en) PORTABLE STATION FOR MEASURING AND REGULATING THE MAGNETIC SIGNATURE OF A WATER VEHICLE.
Marouchos et al. A profiling acoustic and optical system (pAOS) for pelagic studies; Prototype development and testing
CN116659935B (en) Intertidal zone surface sediment sampling method based on unmanned aerial vehicle platform
DE2143116C1 (en)
DE102023102820B3 (en) Sonar measuring device
EP3256380B1 (en) Underwater glider, control station, and monitoring system, in particular tsunami warning system
Du Bois et al. System for high-frequency simultaneous water sampling at several depths during sailing
WO2018087300A1 (en) Docking station
DE102016107558B4 (en) Device for releasably connecting a wire and method for discharging the device into a body of water with the device
DE2109165A1 (en) Oceanographic measuring mast system for recording oceanographic parameters, e.g. in shelf seas
EP4424580A1 (en) Inspection of critical underwater infrastructure
DE212023000388U1 (en) Remote-controlled sampling device for taking environmental samples
de Oliveira et al. Drone survey provides preliminary insights into the biological aspects of Bryde’s whales in southeastern Brazil
DE202017100070U1 (en) Kitebar with display
DE2540646C2 (en) System for measuring the bending line and the contact point of pipelines during underwater installation
DE2252838C3 (en) Device for monitoring the condition of a pipe to be laid under water

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division