一種自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于海洋測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。包括框架、儀器設(shè)備、浮體組件、筒體保護(hù)裝置、配重塊及釋放器，其中筒體保護(hù)裝置設(shè)置于框架上，所述儀器設(shè)備和釋放器固設(shè)于浮體組件上，形成連體潛標(biāo)，所述連體潛標(biāo)設(shè)置于筒體保護(hù)裝置內(nèi)、并且所述釋放器與框架鉤掛連接，所述配重塊設(shè)置于框架的底部；通過(guò)釋放器與框架脫鉤，使所述連體潛標(biāo)自動(dòng)升浮到海面，獲取海洋水下環(huán)境剖面流資料。本實(shí)用新型體積小、重量輕、造價(jià)低、操作簡(jiǎn)便，適用于水深1000m以內(nèi)的海區(qū)。
【專利說(shuō)明】一種自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海洋測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]潛標(biāo)測(cè)量技術(shù)是近幾十年由一些海洋發(fā)達(dá)國(guó)家開始使用并發(fā)展起來(lái)的。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者，針對(duì)海洋環(huán)境調(diào)查技術(shù)方法方面改進(jìn)與探索從未間斷過(guò)，特別在浮標(biāo)測(cè)量技術(shù)方面有了不斷發(fā)展與改進(jìn)，隨著觀測(cè)儀器設(shè)備性能、體積、浮體材料的不斷改進(jìn)，使得海洋環(huán)境觀測(cè)技術(shù)手段有了很大提高。潛標(biāo)系統(tǒng)是海洋環(huán)境測(cè)量的最重要技術(shù)手段之一，在惡劣的海洋環(huán)境條件下，無(wú)需人工值守進(jìn)行長(zhǎng)期、連續(xù)、同步、自動(dòng)地對(duì)海洋水文要素進(jìn)行測(cè)量，是遠(yuǎn)離海岸測(cè)量的重要設(shè)備。具有其他調(diào)查方法無(wú)法代替的作用。其重要性越來(lái)越受到世界各海洋國(guó)家的重視。
[0003]到目前為止，縱觀世界各國(guó)幾十年海洋潛標(biāo)測(cè)量方法與技術(shù)發(fā)展，走過(guò)一個(gè)很漫長(zhǎng)的過(guò)程，但技術(shù)性突破難度很大。目前無(wú)論國(guó)外進(jìn)口的或是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的各種類型的浮標(biāo)系統(tǒng)，大多數(shù)為只搭載了測(cè)量?jī)x器，而釋放器多是用單獨(dú)通過(guò)綱絲繩或其它的繩索與浮標(biāo)、錨定重塊相連，形成各種形式的測(cè)量系統(tǒng)，并且結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜，操作繁瑣。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。該自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)體積小、重量輕、造價(jià)低、操作簡(jiǎn)便，適用于水深I(lǐng)OOOm以內(nèi)的海區(qū)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，包括框架、儀器設(shè)備、浮體組件、筒體保護(hù)裝置、配重塊及釋放器，其中筒體保護(hù)裝置設(shè)置于框架上，所述儀器設(shè)備和釋放器固設(shè)于浮體組件上，形成連體潛標(biāo)，所述連體潛標(biāo)設(shè)置于筒體保護(hù)裝置內(nèi)、并且所述釋放器與框架鉤掛連接，所述配重塊設(shè)置于框架的底部；通過(guò)釋放器與框架脫鉤，使所述連體潛標(biāo)自動(dòng)升浮到海面，獲取海洋水下環(huán)境剖面流信息。
[0007]所述配重塊為多塊、并均布于框架的底部四周。所述框架為外形是弧形的鋼結(jié)構(gòu)框架。所述浮體組件上設(shè)有多個(gè)預(yù)留孔，所述儀器設(shè)備和釋放器分別容置于各預(yù)留孔中。所述浮體組件包括多個(gè)浮體，各浮體依次上下疊加、并通過(guò)螺栓連接。所述儀器設(shè)備為多普勒剖面海流計(jì)。
[0008]所述筒體保護(hù)裝置的上端端口為敞開式，下端端口為半封閉式。所述筒體保護(hù)裝置的材質(zhì)采用不銹鋼或塑料，形狀為圓柱體或方型體。所述浮體組件采用玻璃微珠浮力材料。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
[0010]1.本實(shí)用新型通過(guò)釋放裝置脫鉤，脫鉤后將連體潛標(biāo)可自行升浮到海面，獲取可靠的水下剖面流資料，并具有隱蔽性好不易被破壞的優(yōu)點(diǎn)。
[0011]2.本實(shí)用新型對(duì)傳統(tǒng)潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新和改造，對(duì)于海洋剖面海流、潮位、底層水溫、鹽度測(cè)量等有及其重大意義和深遠(yuǎn)的影響。
[0012]3.本實(shí)用新型已成功的把儀器設(shè)備、釋放器與浮體材料合成了單位體積最小的潛標(biāo)測(cè)量平臺(tái)。
[0013]4.本實(shí)用新型體積小、重量輕、造價(jià)低、操作簡(jiǎn)便，適用于水深I(lǐng)OOOm以內(nèi)的海區(qū)?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0016]圖3為圖1的俯視圖。
[0017]其中:1為框架結(jié)構(gòu)，2為儀器設(shè)備，3為浮體組件，4為筒體保護(hù)裝置，5為釋放器，6為配重塊,7為水溫儀,8為水位計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0019]如圖1-3所示，本實(shí)用新型包括框架1、儀器設(shè)備2、浮體組件3、筒體保護(hù)裝置4、配重塊6及釋放器5，其中配重塊6為多塊、并均布于框架I的底部四周。筒體保護(hù)裝置4設(shè)置于框架I上，所述浮體組件3上設(shè)有多個(gè)預(yù)留孔，所述儀器設(shè)備2和釋放器5分別固定安裝于各預(yù)留孔中，形成連體潛標(biāo)，所述連體潛標(biāo)設(shè)置于筒體保護(hù)裝置4內(nèi)、并且所述釋放器5與框架I鉤掛連接。通過(guò)釋放器5與框架I脫鉤，使所述連體潛標(biāo)自動(dòng)升浮到海面，獲取海洋水下環(huán)境剖面流信息。
[0020]所述浮體組件3包括多個(gè)浮體，各浮體依次上下疊加、并通過(guò)螺栓連接。所述浮體組件3采用玻璃微珠浮力材料。所述儀器設(shè)備2為多普勒剖面海流計(jì)。本實(shí)用新型是把所有的儀器設(shè)備2和釋放器5合成在浮體的同一平行面內(nèi)，構(gòu)成了目前一種體積最小的連體潛標(biāo)測(cè)量單元。
[0021]連體潛標(biāo)是由玻璃微珠浮力材料與儀器設(shè)備2集成組合而成，即根據(jù)儀器設(shè)備2
的大小、重量、尺寸外型，每個(gè)浮體預(yù)制成每塊浮體浮力重為20kg、30kg或40kg......不等
的圓柱體或方形柱狀體。使用時(shí)視儀器設(shè)備2的重量需要的浮力而定，可用幾塊浮體用螺
栓組合一體。
[0022]筒體保護(hù)裝置4是由不銹鋼板或塑料制作的圓柱體、方型體。上端端口是敞開式的，為防止連體潛標(biāo)沉入海底軟泥，下端端口視地質(zhì)條件結(jié)構(gòu)而定，多為半封閉式的。根據(jù)自升式連體潛標(biāo)外徑大小預(yù)做一個(gè)大于浮體潛標(biāo)外徑的不銹鋼圓柱體或方型柱體，以保證儀器設(shè)備正常工作狀態(tài)及順利釋放浮出水面。
[0023]采用筒體保護(hù)裝置4，可使鋼結(jié)構(gòu)框架里的連體浮標(biāo)順利升浮?？杀苊庖蚝^(qū)的海床地質(zhì)的軟泥導(dǎo)致浮體進(jìn)入軟泥而不能順利升浮。避免受結(jié)構(gòu)框架內(nèi)壁阻力及釋放器吊鉤掛在鋼結(jié)構(gòu)上面。防止受底流、臺(tái)風(fēng)流、內(nèi)波流等外力因素的影響。
[0024]框架I采用鋼結(jié)構(gòu)框架，可根據(jù)需要選用各種不同類型的材料制作。本次潛標(biāo)試驗(yàn)選用不銹鋼材料焊接而成，鋼結(jié)構(gòu)框架的外形必須是弧形的?？蚣軆?nèi)部空間同樣要根據(jù)裝載的儀器設(shè)備大小、尺寸、體積而定，將組合的浮體組件3安裝在框架I內(nèi)部可容納整套連體測(cè)量?jī)x器設(shè)備系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)。不同的是鋼結(jié)構(gòu)底部或底部的周圍側(cè)面，根據(jù)需要加多個(gè)配重塊6，配重塊6采用預(yù)制好的水泥條塊或預(yù)先預(yù)制好的其它材料的條形重塊，固定在框架I的底部或底部周圍。重量也可視需要而配重。
[0025]本次進(jìn)行的測(cè)量試驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)框架，上部直徑為70cm，高度為65cm(因釋放器高度
為65cm)，底部直徑為130cm。配重約100、200、300kg......不等。儀器設(shè)備2采用美國(guó)
150KADCP (多普勒剖面海流計(jì))。
[0026]同樣本實(shí)用新型鋼結(jié)構(gòu)框架也可搭載美國(guó)產(chǎn)75K的ADCP儀器。只需多加一塊預(yù)做好的浮體構(gòu)件組塊和配重即可。相比150KADCP高出30cm，同樣可以處于保護(hù)裝置4的控制范圍內(nèi)。
[0027]實(shí)施例
[0028]該測(cè)量試驗(yàn)是在南海水深410m處進(jìn)行的，采用的儀器設(shè)備由美國(guó)產(chǎn)ADCP150K多譜勒剖面海流計(jì)。釋放器采用的是866A型聲學(xué)釋放器。因此根據(jù)以上采用的儀器，該連體浮標(biāo)的總體高度為45cm，釋放器的高度為65cm，錨定系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)框架離海底的高度只有65cm。
[0029]自升式連體潛標(biāo)投放
[0030]兩次測(cè)量試驗(yàn)分別用海洋石油709船和南海503船進(jìn)行的。采用了船懸自由落體式進(jìn)行投放的。先把整個(gè)連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)吊掛船舷外，然后讓連體潛標(biāo)自由落體沉入海底。潛標(biāo)搭載了釋放器、美國(guó)產(chǎn)150k ADCP、日本產(chǎn)ELC單點(diǎn)海流計(jì)、水位計(jì)、水溫儀等。也可加配其它測(cè)量?jī)x器。
[0031]自升式連體潛標(biāo)回收
[0032]該測(cè)量試驗(yàn)已進(jìn)行了半年，已成功地進(jìn)行了 2次回收，并獲取了近3個(gè)月的實(shí)測(cè)剖面海流資料。平流回收時(shí)自升式潛標(biāo)升浮時(shí)間為10分鐘左右，平移距離IOOm左右。漲、落潮時(shí)回收潛標(biāo)升浮時(shí)間約為15分鐘，平移距離為200m左右。
[0033]本實(shí)用新型自升式連體潛標(biāo)的最大特點(diǎn)是把各種儀器設(shè)備與釋放器搭載組合成同一平行面的浮標(biāo)內(nèi)。其浮體材料及儀器合成一體的高度僅45公分。這種形式的集成設(shè)計(jì)的潛標(biāo)測(cè)量平臺(tái)，是目前國(guó)內(nèi)外集成度最高、體積最小的潛標(biāo)測(cè)量平臺(tái)。大大減少了儀器設(shè)備、浮標(biāo)、重塊等常用的繩索和錨鏈的連接環(huán)節(jié)。采用了座底式筒體保護(hù)裝置，使其連體潛標(biāo)在框架內(nèi)順利升浮，完全避免了測(cè)量系統(tǒng)受海洋中各種外力作用，防止浮體因海底軟泥條件而陷入海床下，響測(cè)量質(zhì)量的問(wèn)題。可有效地測(cè)量水深I(lǐng)OOOm內(nèi)的剖面海流及海底水位、水溫、鹽度等海洋環(huán)境參數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:包括框架(I)、儀器設(shè)備(2)、浮體組件(3)、筒體保護(hù)裝置(4)、配重塊(6)及釋放器(5)，其中筒體保護(hù)裝置(4)設(shè)置于框架(I)上，所述儀器設(shè)備(2)和釋放器(5)固設(shè)于浮體組件(3)上，形成連體潛標(biāo)，所述連體潛標(biāo)設(shè)置于筒體保護(hù)裝置(4)內(nèi)、并且所述釋放器(5)與框架(I)鉤掛連接，所述配重塊(6)設(shè)置于框架(I)的底部；通過(guò)釋放器(5)與框架(I)脫鉤，使所述連體潛標(biāo)自動(dòng)升浮到海面，獲取海洋水下環(huán)境剖面流信息。
2.按權(quán)利要求1所述的自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述配重塊(6)為多塊、并均布于框架(I)的底部四周。
3.按權(quán)利要求1所述的自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述框架(I)為外形是弧形的鋼結(jié)構(gòu)框架。
4.按權(quán)利要求1所述的自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述浮體組件(3)上設(shè)有多個(gè)預(yù)留孔，所述儀器設(shè)備(2)和釋放器(5)分別容置于各預(yù)留孔中。
5.按權(quán)利要求1所述的自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述浮體組件(3)包括多個(gè)浮體，各浮體依次上下疊加、并通過(guò)螺栓連接。
6.按權(quán)利要求1所述的自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述儀器設(shè)備(2)為多普勒剖面海流計(jì)。
7.按權(quán)利要求1所述的自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述筒體保護(hù)裝置(4)的上端端口為敞開式，下端端口為半封閉式。
8.按權(quán)利要求1或7所述的自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述筒體保護(hù)裝置(4)的材質(zhì)采用不銹鋼或塑料，形狀為圓柱體或方型體。
9.按權(quán)利要求1、5或6所述的自升式連體潛標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述浮體組件(3)采用玻璃微珠浮力材料。
【文檔編號(hào)】G01C13/00GK203427999SQ201320504234
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】徐如彥, 沈?qū)? 倪佐濤, 李家剛, 黃必桂, 雷方輝, 周楊銳, 朱友生, 陳志平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院海洋研究所