溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，浮標(biāo)裝置包括浮標(biāo)殼體，浮標(biāo)殼體外部設(shè)置有油膜檢測(cè)傳感器，浮標(biāo)殼體內(nèi)設(shè)置有檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件，浮標(biāo)裝置還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)；傳感器為電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器，檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件產(chǎn)生交流信號(hào)向電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器施以電壓并對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集處理，油膜檢測(cè)傳感器為電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器，能判斷是否存在油膜污染的信息，并能對(duì)信息進(jìn)行采集與處理。本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，目的為溢油事故應(yīng)急反應(yīng)指揮決策部門，快速尋找可能的水面油污染位置并取得污染數(shù)據(jù)，為其實(shí)施污染控制提供先進(jìn)的水面溢油電子信息手段。
【專利說(shuō)明】溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)水面油膜檢測(cè)的傳感技術(shù)有多種，主要有紅外、紫外等光學(xué)感測(cè)浮油干涉條紋技術(shù)，電磁波發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)相位差判別油水濃度技術(shù)等。由于相關(guān)傳感設(shè)備與實(shí)際的水上油膜不直接接觸，都屬于無(wú)接觸傳感探測(cè)，如國(guó)內(nèi)目前進(jìn)口的紅外、紫外油膜檢測(cè)設(shè)備。這種設(shè)備油膜識(shí)別率較低，水面的反光、水生物等都可能被作為油膜而誤報(bào)，誤報(bào)率30%?40%左右。光學(xué)傳感器一般成本較高。因?yàn)閭鞲衅鞑浑S水面浮動(dòng)，受潮差、波浪影響顯著。雨霧會(huì)散射吸收光造成傳感器靈敏度變化，鹽霧和海洋氣候也會(huì)造成光學(xué)器件腐蝕。另外一種是膜電導(dǎo)技術(shù)傳感器，基本工作原理是當(dāng)石油粘住分子膜時(shí)，膜受到破壞浸水將電極導(dǎo)通，然后檢測(cè)電路判斷出水面油膜的存在。關(guān)鍵的“膜”在鹽水環(huán)境下易受侵蝕造成使用壽命偏短，浸油后不能重復(fù)使用。
[0003]溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置是安裝有油膜傳感器、定位、通信模塊、電源系統(tǒng)并和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)配合使用的用于跟蹤水面油膜位置并同時(shí)獲取水面油膜信息的先進(jìn)電子信息裝置。當(dāng)發(fā)生海上船舶溢油污染事故后，應(yīng)急反應(yīng)人員及時(shí)將該浮標(biāo)裝置或多只裝置組成的監(jiān)視系統(tǒng)，用船只或飛行器投放到溢油或可能被油污染的水面，依據(jù)所獲得的水面溢油漂移方向、擴(kuò)散范圍和油膜是否存在等數(shù)據(jù)，為控制污染的指揮決策人員準(zhǔn)確掌握污染信息服務(wù)。該技術(shù)屬于海洋環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
[0004]水面油膜主要是流和風(fēng)的合力作用使其在水表面遷移運(yùn)動(dòng)，采用衛(wèi)星定位的漂流浮標(biāo)能夠比較準(zhǔn)確的跟蹤水面油膜。但因?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境復(fù)雜，油膜在海面會(huì)支離破碎，浮標(biāo)可能偏離油膜運(yùn)動(dòng)方向等，在獲取油膜飄向等信息的同時(shí)，真實(shí)獲取浮標(biāo)所處位置的水面油污染信息非常重要。
[0005]采用具有定位和通信功能的浮標(biāo)裝置跟蹤水面溢油，目前國(guó)內(nèi)外已有研究、多項(xiàng)專利和產(chǎn)品，但能夠在既獲得位置信息又能夠同時(shí)掌握油污染狀況的設(shè)計(jì)上，沒(méi)有質(zhì)的突破。
[0006]國(guó)內(nèi)外一般的溢油跟蹤浮標(biāo)裝置采用的浮標(biāo)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本類似，即采用一個(gè)浮子或浮板提供浮力，內(nèi)置GPS定位，海事衛(wèi)星或其它通信設(shè)備構(gòu)成。如加拿大的一種產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)的幾種專利，均為在一個(gè)球形的密閉殼體內(nèi)裝置有GPS或其它衛(wèi)星定位儀，海事衛(wèi)星、北斗通信衛(wèi)星或GPRS網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。如日本的一個(gè)專利采用薄形殼體，內(nèi)置類似電子設(shè)備；但這些產(chǎn)品或?qū)＠荒軌蛴酶?biāo)的位置信息給出水面油膜方位的參考并不能夠同時(shí)獲取油污染信息。例如CN2188764Y公開(kāi)了一種水面油膜檢測(cè)傳感器，傳感器由浮子和電極構(gòu)成，浮子由輕質(zhì)絕緣材料制成，不吸水、不吸油、耐腐蝕并有一定剛性；浮子的結(jié)構(gòu)分為上下兩部分，在浮子的吃水線部位設(shè)置不少于兩只的細(xì)小電極，浮子下部浸入水中并產(chǎn)生浮力；浮子上部為錐形，在錐底留有能與水面接觸的平面，該平面與水面之間產(chǎn)生的附著力，可使浮子工作狀態(tài)平穩(wěn)，保證電極位于水與空氣的臨界面而不易跳出水面或浸入水中；電極引出線由浮子內(nèi)部通過(guò)浮子上部的錐頂引出，連接到檢測(cè)電路的輸入端；傳感器在水面的工作狀態(tài)為自由漂浮，不能用固定的方式與周圍物件連接。該專利技術(shù)存在一定缺陷，主要的技術(shù)問(wèn)題是:(I)設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)昂貴；(2)雖然在錐底留有能與水面接觸的平面，該平面與水面之間產(chǎn)生的附著力，但是該附著力較小，相對(duì)于海上風(fēng)力較大，不能確保浮子工作狀態(tài)平穩(wěn)，為信號(hào)或數(shù)據(jù)傳遞帶來(lái)不穩(wěn)定性，信號(hào)或數(shù)據(jù)可信度降低。另外，在本研究單位專利I)水面油膜檢測(cè)傳感器，專利號(hào)(93241074.X) ；2)多浮子碟片式溢油跟蹤浮標(biāo)，專利號(hào)(ZL 2010 I 0191931.6) ;3、)水面油膜采樣裝置，專利號(hào)(ZL 2009 I 0250072.0) ;4)海上溢油漂移路徑及擴(kuò)散快速預(yù)報(bào)方法，專利號(hào)(ZL 2011 I 0089491.8)的基礎(chǔ)上，但這些專利均存在上述技術(shù)問(wèn)題。
[0007]有資料顯示可以用幾只攝像頭裝在浮標(biāo)頂端像眼睛一樣監(jiān)視水面油膜，但其高度和光譜適應(yīng)范圍使得在監(jiān)視范圍和全天候上存在很大的局限性，但是風(fēng)浪和油膜很可能粘污鏡頭失效。即實(shí)際提供油膜監(jiān)測(cè)的性能尚存在明顯缺陷。
[0008]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家對(duì)海洋環(huán)境保護(hù)的重視，我國(guó)海事、海洋、漁業(yè)和海洋石油開(kāi)發(fā)等部門，在應(yīng)對(duì)海洋石油污染的應(yīng)急反應(yīng)措施方面，提出了有關(guān)這類浮標(biāo)設(shè)備配備的需求，能否在獲取油膜位置的同時(shí)，得到準(zhǔn)確的油膜信息直接影響到技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展。
[0009]本發(fā)明主要是在溢油跟蹤定位浮標(biāo)設(shè)計(jì)上突破現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，采用電導(dǎo)傳感器解決油膜實(shí)時(shí)檢測(cè)的難題。傳感器置于殼體外用引線與殼體內(nèi)置的檢測(cè)模塊連接，殼體內(nèi)安裝了衛(wèi)星定位、衛(wèi)星或網(wǎng)絡(luò)通信、電源、太陽(yáng)能電池等電子設(shè)備，在船只或岸上用遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)獲取油膜位置和污染程度信息。此獨(dú)特的設(shè)計(jì)構(gòu)成了一個(gè)能夠獲取水面油膜位置信息的同時(shí)用傳感器技術(shù)檢測(cè)并能夠在監(jiān)控端獲取污染信息的新式溢油浮標(biāo)。該浮標(biāo)與目前現(xiàn)有技術(shù)比較，不僅僅能夠向溢油應(yīng)急指揮部門提供油膜的飄向、位置、遷移速度等信息，在準(zhǔn)確獲取油污染數(shù)據(jù)方面有創(chuàng)新和突破。本發(fā)明技術(shù)在國(guó)內(nèi)外尚屬首創(chuàng)，具有很強(qiáng)的應(yīng)用推廣價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的發(fā)明人主要研究了電導(dǎo)傳感器在不同水質(zhì)、環(huán)境下的溢油監(jiān)測(cè)能力，研制了一種溢油傳感器，解決了溢油傳感器功耗大、可靠性差的實(shí)用性問(wèn)題。
[0011]本發(fā)明特點(diǎn)是綜合考慮了海風(fēng)和海流的水動(dòng)力特點(diǎn)，改進(jìn)浮標(biāo)體外形結(jié)構(gòu)，研發(fā)體積小、漂移跟蹤性能良好、具有新型防水結(jié)構(gòu)和防碰撞能力的浮標(biāo)體。設(shè)計(jì)了傳感器和漂移浮標(biāo)體的整體架構(gòu)，通過(guò)集成定位、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，研制新一代海洋溢油污染跟蹤監(jiān)控浮標(biāo)樣機(jī)，進(jìn)行海上試驗(yàn)，對(duì)海面溢油進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，該浮標(biāo)在設(shè)計(jì)上突破現(xiàn)有產(chǎn)品和專利的技術(shù)缺陷，能在獲取溢油飄向等位置信息的同時(shí)，取得該位置下的水面油污染信息，為應(yīng)急反應(yīng)指揮部門快速尋找水面溢油，準(zhǔn)確掌握污染狀況以實(shí)施污染控制，提供位置和污染數(shù)據(jù)。
[0013]本發(fā)明是一種溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，該浮標(biāo)包括浮標(biāo)殼體、電導(dǎo)油膜傳感器，檢測(cè)模塊等電子設(shè)備和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)等幾個(gè)主要部分組成，浮標(biāo)漂浮于水面隨水流和油膜運(yùn)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)部的衛(wèi)星定位裝置獲取海面位置信息，通過(guò)電導(dǎo)傳感器接觸水面，在檢測(cè)模塊的配合下判斷水面的油污染狀況并連同位置信息，經(jīng)通信模塊借助衛(wèi)星或GPRS等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)聯(lián)系，顯示位置和污染信息。
[0014]本發(fā)明具體的技術(shù)方案如下:溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，其特征在于:所述浮標(biāo)裝置包括浮標(biāo)殼體，所述浮標(biāo)殼體外部設(shè)置有油膜檢測(cè)傳感器，所述浮標(biāo)殼體內(nèi)設(shè)置有檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件，所述浮標(biāo)裝置還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)；
[0015]所述浮標(biāo)殼體是由兩個(gè)半球形殼體通過(guò)螺栓緊固而成的球形密閉殼體，所述油膜檢測(cè)傳感器為固定在殼體外面的電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器，所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件產(chǎn)生交流信號(hào)向所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器施以電壓并對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集處理，所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件由衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和電源組成，所述遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)包括網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)配有電子地圖軟件，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠顯示浮標(biāo)位置和污染信息；所述浮標(biāo)殼體采用非金屬材料制成，所述非金屬材料為玻璃鋼、碳纖維或工程塑料制成，以避免定位和無(wú)線通訊裝置受到電磁屏蔽；所述油膜檢測(cè)傳感器為電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器，所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器為1-100只，其中每只具有電極的個(gè)數(shù)為2-10個(gè)；所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件產(chǎn)生的交流信號(hào)是正弦波、方波或三角波，所述交流信號(hào)向所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器施以電壓，所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器能判斷是否存在油膜污染的信息，并能對(duì)所述信息進(jìn)行采集與處理，檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件用模擬電路、數(shù)字電路和微處理器搭建而成。
[0016]優(yōu)選所述浮標(biāo)殼體為球形，適應(yīng)不同的風(fēng)或水流的阻力，殼體的大小取決于傳感器、電子設(shè)備的功耗和重量。
[0017]所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器為30只，其中每只具有電極的個(gè)數(shù)為4個(gè)；
[0018]優(yōu)選遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)是配有電子海圖、遙感地圖、電子地圖和監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)裝置，并由網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組成，平臺(tái)通過(guò)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信獲取浮標(biāo)終端位置和報(bào)警信息，并進(jìn)行監(jiān)控與顯示。
[0019]優(yōu)選浮標(biāo)殼體外面還裝有被動(dòng)反光標(biāo)志，便于飛機(jī)和/或船只在海上搜尋。
[0020]優(yōu)選所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)為GPS衛(wèi)星定位或北斗衛(wèi)星定位；所述無(wú)線通信裝置為海事衛(wèi)星通信或GPRS網(wǎng)絡(luò)通信。
[0021]本發(fā)明還提供一種所述裝置的使用方法，將所述浮標(biāo)裝置置于目標(biāo)海域，調(diào)整好所述浮標(biāo)殼體附屬設(shè)置的油膜檢測(cè)傳感器和所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件，并調(diào)整好遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)；進(jìn)行溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染狀況。
[0022]優(yōu)選所述油膜檢測(cè)傳感器為固定在殼體外面的電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器，所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件產(chǎn)生交流信號(hào)向所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器施以電壓并對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集處理，所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器是基于水與油之間存在幾個(gè)數(shù)量級(jí)的電導(dǎo)率介電常數(shù)差異來(lái)鑒別水面浮油。
[0023]所述浮標(biāo)殼體的主要作用是為油膜傳感器等電子設(shè)備提供浮力；浮標(biāo)殼體采用非金屬材料制成，例如玻璃鋼、工程塑料，可以根據(jù)設(shè)計(jì)采用球形或其它形狀；浮標(biāo)殼體的其它作用是密閉，以保證殼體內(nèi)電子設(shè)備工作正常；該殼體大小和形狀取決于對(duì)水流和風(fēng)的適應(yīng)性和電子設(shè)備重量、功耗。
[0024]所述電導(dǎo)傳感器由電極組成，置于殼體之外與水面接觸；可以根據(jù)實(shí)際情況，一個(gè)浮標(biāo)配備幾支電導(dǎo)傳感器以保障油膜檢測(cè)可靠性；電極安裝在一個(gè)保護(hù)罩內(nèi)，當(dāng)電極接觸水，電導(dǎo)增大，遇到油膜后電導(dǎo)減小。
[0025]所述檢測(cè)模塊為模擬或數(shù)字電子裝置，或單片機(jī)、微計(jì)算機(jī)裝置；裝置為傳感器電極提供交流電壓并對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、統(tǒng)計(jì)、報(bào)警信號(hào)處理；電壓、電流大小和波形根據(jù)檢測(cè)靈敏度、電極壽命而定。電導(dǎo)傳感器是基于水與油之間存在幾個(gè)數(shù)量級(jí)的電導(dǎo)率介電常數(shù)差異來(lái)鑒別水面浮油。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格相對(duì)較低，靈敏度高。
[0026]所述殼體內(nèi)電子設(shè)備包括GPS或其它衛(wèi)星定位、海事或北斗等其它衛(wèi)星定位通信模塊或裝置；包括天線定位和通信天線和電源系統(tǒng)。
[0027]所述遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)是計(jì)算機(jī)和海圖、遙感圖等電子地圖支持下的浮標(biāo)數(shù)據(jù)顯示監(jiān)控終端，以服務(wù)器管理、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)形式與浮標(biāo)的通信設(shè)備連接；當(dāng)浮標(biāo)采用海事衛(wèi)星或北斗衛(wèi)星通信時(shí)，也可以直接用相應(yīng)的衛(wèi)星通信設(shè)備與監(jiān)控平臺(tái)連接，便于遠(yuǎn)海使用。
[0028]除了上述主要技術(shù)方案外，本發(fā)明溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，還包括浮標(biāo)殼體提供的表面積輔助安裝定向反光標(biāo)志，便于人員識(shí)別和夜間飛機(jī)和船只對(duì)浮標(biāo)的搜尋。
[0029]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)及功效在于:該設(shè)計(jì)構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，不僅能比現(xiàn)有技術(shù)的溢油跟蹤浮標(biāo)在獲取真實(shí)污染信息上具有優(yōu)勢(shì)，而且制作方便，使用靈活，能為船舶、石油鉆探平臺(tái)等溢油事故應(yīng)急反應(yīng)指揮決策部門，提供可靠的溢油跟蹤和實(shí)時(shí)獲取污染信息高科技手段。本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，目的為溢油事故應(yīng)急反應(yīng)指揮決策部門，快速尋找可能的水面油污染位置并取得污染數(shù)據(jù)，為其實(shí)施污染控制提供先進(jìn)的水面溢油電子信息手段。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明的側(cè)視示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明的俯視示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明的密封殼體內(nèi)電子設(shè)備原理圖；
[0033]圖4浮標(biāo)系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)構(gòu)架圖
[0034]圖中符號(hào)及標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下:
[0035]I殼體，2傳感器，3傳感器支架，4電纜連接器，5檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件，6蓄電池，7定向反光標(biāo)志。
【具體實(shí)施方式】
[0036]如圖1、圖2所示，本發(fā)明溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，該浮標(biāo)包括:浮標(biāo)殼體1，傳感器2，傳感器支架3，電纜連接器4，檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件5，蓄電池
6,定向反光標(biāo)志7。
[0037]如圖3、所示，本發(fā)明溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，該浮標(biāo)還包括:殼體內(nèi)的檢測(cè)模塊等電子設(shè)備。
[0038]浮標(biāo)殼體I采用玻璃鋼、工程塑料等耐壓、防水、耐環(huán)境影響性強(qiáng)的材料，其體積大小滿足提供電子設(shè)備、傳感器的浮力，殼體厚度l-10mm。
[0039]傳感器2形狀可以是片形、圓形、球形或其它形狀，保護(hù)外殼材料為玻璃鋼、PVC等重量輕的材料并表面開(kāi)數(shù)個(gè)不小于I毫米孔，電極固定在保護(hù)外殼內(nèi)，數(shù)量不少于2個(gè)并位于水面，從保護(hù)外殼上引出導(dǎo)線與浮標(biāo)殼體內(nèi)的檢測(cè)模塊連接。電導(dǎo)傳感器是基于水與油之間存在幾個(gè)數(shù)量級(jí)的電導(dǎo)率介電常數(shù)差異來(lái)鑒別水面浮油。
[0040]傳感器支架3其大小和形狀取決于傳感器外殼直徑，用不銹鋼或工程塑料制成，用螺栓與浮標(biāo)殼固定。
[0041]電纜連接器4是一種防水接頭，規(guī)格保證電纜穿入殼體時(shí)的水密性。
[0042]檢測(cè)模塊等電子設(shè)備5選用通用模塊，規(guī)格保證向電導(dǎo)傳感器提供交流電壓和對(duì)油膜的檢測(cè)，保證浮標(biāo)的衛(wèi)星定位和數(shù)據(jù)無(wú)線與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)連通。
[0043]蓄電池6根據(jù)供電時(shí)間選用鉛酸電池或鋰電池。
[0044]定向反光標(biāo)志7工藝用超微玻璃珠涂敷或用成品定向反光材料粘附浮標(biāo)殼表面，顏色根據(jù)用戶需要選擇，材料要求有耐侯性并且粘結(jié)牢固。
[0045]所述浮標(biāo)殼體內(nèi)的電子設(shè)備圖3，可依用戶對(duì)浮標(biāo)的性能需要配置，例如傳感器檢測(cè)模塊、GPS跟蹤定位儀，GPRS網(wǎng)絡(luò)通信模塊，海事衛(wèi)星或銥星或北斗通信衛(wèi)星設(shè)備；采用鋰離子或鉛酸充電電池或其它一次性電池供電。
[0046]所述溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置系統(tǒng)原理框架圖圖4，當(dāng)實(shí)施了本溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置設(shè)計(jì)后，該裝置作為一種能夠檢測(cè)水面油污染的溢油跟蹤定位浮標(biāo)設(shè)備，可以在發(fā)生溢油事故后從飛機(jī)或船只上投入到水面，依照其良好的隨水表面流和風(fēng)的運(yùn)動(dòng)特性，跟隨水表油膜運(yùn)動(dòng)并由殼體內(nèi)的電子設(shè)備發(fā)出準(zhǔn)確的溢油位置和電導(dǎo)傳感器檢測(cè)到的水面油污染信息。
[0047]當(dāng)實(shí)施了本溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置輔助設(shè)計(jì)后，夜間通過(guò)飛機(jī)和船只的探照燈照射，浮標(biāo)表面的定向反光標(biāo)志被動(dòng)發(fā)光，有利于對(duì)浮標(biāo)的搜尋。
[0048]浮標(biāo)終端接收GPS衛(wèi)星的定位信號(hào)，并將解析過(guò)的實(shí)時(shí)位置信息(位置、速度、時(shí)間等)通過(guò)無(wú)線通訊系統(tǒng)(衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或GSM網(wǎng)絡(luò))傳送至監(jiān)控平臺(tái)。監(jiān)控中心建立數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)浇K端用戶的計(jì)算機(jī)。
[0049]跟蹤浮標(biāo)采用海事通信衛(wèi)星系統(tǒng)，便于與國(guó)際海事組織、國(guó)內(nèi)水運(yùn)行業(yè)的通信系統(tǒng)兼容、可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用較低。報(bào)警浮標(biāo)采用成本低的GSM通信網(wǎng)絡(luò)，共同采用公共網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)信息傳輸范圍限制性少。上述溢油跟蹤監(jiān)測(cè)浮標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)如下表I所示:
[0050]表I溢油跟蹤監(jiān)測(cè)浮標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
[0051]
【權(quán)利要求】
1.溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，其特征在于:所述浮標(biāo)裝置包括浮標(biāo)殼體，所述浮標(biāo)殼體外部設(shè)置有油膜檢測(cè)傳感器，所述浮標(biāo)殼體內(nèi)設(shè)置有檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件，所述浮標(biāo)裝置還包括遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。 所述浮標(biāo)殼體是由兩個(gè)半球形殼體通過(guò)螺栓緊固而成的球形密閉殼體，所述油膜檢測(cè)傳感器為固定在殼體外面的電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器，所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件產(chǎn)生交流信號(hào)向所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器施以電壓并對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集處理，所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件由衛(wèi)星定位系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和電源組成，所述遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)包括網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)配有電子地圖軟件，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠顯示浮標(biāo)位置和污染信息；所述浮標(biāo)殼體采用非金屬材料制成，所述非金屬材料為玻璃鋼、碳纖維或工程塑料制成，以避免定位和無(wú)線通訊裝置受到電磁屏蔽；所述油膜檢測(cè)傳感器為電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器，所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器為1-100只，其中每只具有電極的個(gè)數(shù)為2-10個(gè)；所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件產(chǎn)生的交流信號(hào)是正弦波、方波或三角波，所述交流信號(hào)向所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器施以電壓，所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器能判斷是否存在油膜污染的信息，并能對(duì)所述信息進(jìn)行采集與處理，檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件用模擬電路、數(shù)字電路和微處理器搭建而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，其特征在于:所述浮標(biāo)殼體為球形，適應(yīng)不同的風(fēng)或水流的阻力，殼體的大小取決于傳感器、電子設(shè)備的功耗和重量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，其特征在于:遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)是配有電子海圖、遙感地圖、電子地圖和監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)裝置，并由網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組成，平臺(tái)通過(guò)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信獲取浮標(biāo)終端位置和報(bào)警信息，并進(jìn)行監(jiān)控與顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，其特征在于:浮標(biāo)殼體外面還裝有被動(dòng)反光標(biāo)志，便于飛機(jī)和/或船只在海上搜尋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染浮標(biāo)裝置，其特征在于:所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)為GPS衛(wèi)星定位或北斗衛(wèi)星定位；所述無(wú)線通信裝置為海事衛(wèi)星通信或GPRS網(wǎng)絡(luò)通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的裝置的使用方法，其特征在于:將所述浮標(biāo)裝置置于目標(biāo)海域，調(diào)整好所述浮標(biāo)殼體附屬設(shè)置的油膜檢測(cè)傳感器和所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件，并調(diào)整好遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)；進(jìn)行溢油跟蹤定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面油膜污染狀況。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述油膜檢測(cè)傳感器為固定在殼體外面的電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器，所述檢測(cè)模塊電子設(shè)備組件產(chǎn)生交流信號(hào)向所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器施以電壓并對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集處理，所述電導(dǎo)式油膜檢測(cè)傳感器是基于水與油之間存在幾個(gè)數(shù)量級(jí)的電導(dǎo)率介電常數(shù)差異來(lái)鑒別水面浮油。
【文檔編號(hào)】G01N27/22GK103612722SQ201310476693
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】俞沅, 申偉, 劉春玲, 李濤, 田玉軍, 侯鈺, 張衛(wèi) 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究所