本發(fā)明屬于深海海洋探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種拋載式深海海洋湍流混合剖面測(cè)量儀。

背景技術(shù)：

海洋湍流混合過程是海洋大、中尺度運(yùn)動(dòng)能量向小尺度級(jí)串并最終耗散的主要途徑，不僅對(duì)動(dòng)量、質(zhì)量和物質(zhì)傳輸具有重要影響，同時(shí)還對(duì)大、中尺度運(yùn)動(dòng)具有重要調(diào)控作用。海洋湍流混合特征量如熱耗散率等物理量的定量刻畫，主要通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)海洋湍流觀測(cè)平臺(tái)需要通過臍帶纜與母船連接，用于數(shù)據(jù)傳輸以及儀器回收，但是系纜式的連接對(duì)湍流信號(hào)的測(cè)量將引來較大的影響，并且無法滿足水下大深度的觀測(cè)需求，尤其海底邊界層區(qū)域的湍動(dòng)能耗散、熱耗散數(shù)據(jù)由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)技術(shù)限制，所獲取的數(shù)據(jù)十分匱乏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種拋載式深海海洋湍流混合剖面測(cè)量儀。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

一種拋載式深海海洋湍流混合剖面測(cè)量儀，包括回收艙和拋載艙，所述拋載艙設(shè)置在回收艙的頭部，拋載艙包括拋載釋放環(huán)和拋載體，拋載體通過拋載釋放環(huán)與回收艙連接，在拋載體上設(shè)置有數(shù)據(jù)測(cè)量傳感器，回收艙的尾部設(shè)置有浮體材料塊，在浮體材料塊上設(shè)置有定位通訊信標(biāo)；在回收艙的內(nèi)部設(shè)置有主控單元、數(shù)據(jù)采集單元和姿態(tài)控制單元，數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)測(cè)量傳感器連接，姿態(tài)控制單元與拋載釋放環(huán)連接，主控單元分別與數(shù)據(jù)采集單元和姿態(tài)控制單元連接。

優(yōu)選的，在回收艙和拋載艙之間設(shè)置有減震連接器。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)測(cè)量傳感器包括剪切流傳感器、溫度傳感器、鹽度傳感器、深度傳感器、加速度傳感器以及高度計(jì)。

優(yōu)選的，所述定位通訊信標(biāo)包括衛(wèi)星定位通訊信標(biāo)和甚高頻定位通訊信標(biāo)。

優(yōu)選的，所述浮體材料塊為可拆卸式設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

(1)本發(fā)明拋載式深海海洋湍流混合剖面測(cè)量儀無需系纜，投放至水中后可在自身重力作用下勻速下降進(jìn)行觀測(cè)，儀器最大工作水深為6000米，下降速度控制在0.4m/s至0.6m/s，為獲取深海區(qū)域和底邊界層湍動(dòng)能耗散、熱耗散數(shù)據(jù)等提供了新的技術(shù)手段。

(2)本發(fā)明為無纜式，同時(shí)在回收艙和拋載艙之間設(shè)置有減震連接器，從而有效消除了系纜或外界因素由于低頻振動(dòng)對(duì)前端數(shù)據(jù)測(cè)量傳感器造成的測(cè)量影響。

(3)本發(fā)明定位通訊信標(biāo)包括衛(wèi)星定位通訊信標(biāo)和甚高頻定位通訊信標(biāo)，衛(wèi)星定位通訊信標(biāo)可通過衛(wèi)星通信的方式，定期將回收艙的GPS坐標(biāo)發(fā)送給用戶終端，甚高頻定位通訊信標(biāo)可通過固定波段的甚高頻通訊，定期將定位信息發(fā)送回用戶終端。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的上方角度視圖；

圖3為圖1的下方角度視圖；

圖4為本發(fā)明中電路控制部分的連接示意圖。

圖中：1-回收艙，2-拋載艙，201-拋載釋放環(huán)，202-拋載體，3-剪切流傳感器，4-溫度傳感器，5-衛(wèi)星定位通訊信標(biāo)，6-甚高頻定位通訊信標(biāo)，7-吊裝環(huán)，8-主控單元，9-數(shù)據(jù)采集單元，10-姿態(tài)控制單元，11-水密插頭，12-減震連接器，13-尾翼，14-浮體材料塊。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，一種拋載式深海海洋湍流混合剖面測(cè)量儀，包括回收艙1和拋載艙2，所述拋載艙2設(shè)置在回收艙1的頭部。拋載艙2包括拋載釋放環(huán)201和拋載體202，拋載體202通過拋載釋放環(huán)201與回收艙1連接，在拋載體202上設(shè)置有數(shù)據(jù)測(cè)量傳感器，所述數(shù)據(jù)測(cè)量傳感器包括剪切流傳感器3和溫度傳感器4，具體也可根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)量需要還包括鹽度傳感器、深度傳感器以及加速度傳感器等?；厥张?的尾部設(shè)置有浮體材料塊14，在浮體材料塊14的尾端設(shè)置有定位通訊信標(biāo)。定位通訊信標(biāo)共設(shè)置2個(gè)，分別為衛(wèi)星定位通訊信標(biāo)5和甚高頻定位通訊信標(biāo)6。衛(wèi)星定位通訊信標(biāo)5可通過衛(wèi)星通信的方式，定期將回收艙1的GPS坐標(biāo)發(fā)送給用戶終端，甚高頻定位通訊信標(biāo)6可通過固定波段的甚高頻通訊，定期將定位信息發(fā)送回用戶終端。在浮體材料塊14的尾端還設(shè)置有尾翼13和吊裝環(huán)7，尾翼13可提高滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。在回收艙1的內(nèi)部設(shè)置有主控單元8、數(shù)據(jù)采集單元9和姿態(tài)控制單元10，數(shù)據(jù)采集單元9分別與剪切流傳感器3和溫度傳感器4等數(shù)據(jù)測(cè)量傳感器連接，姿態(tài)控制單元10與拋載釋放環(huán)201控制連接，主控單元8分別與數(shù)據(jù)采集單元9和姿態(tài)控制單元10連接。主控單元8主要功能為儀器與客戶端軟件的命令交互和采樣參數(shù)配置，在浮體材料塊14的尾部設(shè)置有與主控單元8連接的水密插頭11。數(shù)據(jù)采集單元9主要功能為前段低噪聲信號(hào)調(diào)理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)。姿態(tài)控制單元10主要功能為實(shí)時(shí)采集并判斷測(cè)量儀的深度和姿態(tài)信息，并進(jìn)行拋載控制。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在回收艙1和拋載艙2之間設(shè)置有減震連接器12。減震連接器12可有效消除系纜或外界因素由于低頻振動(dòng)對(duì)前端數(shù)據(jù)測(cè)量傳感器造成的測(cè)量影響。

更進(jìn)一步的，所述浮體材料塊14為可拆卸式設(shè)計(jì)，即可根據(jù)具體需要在測(cè)量儀上進(jìn)行浮體材料塊個(gè)數(shù)的適當(dāng)增減。

下面對(duì)本發(fā)明的工作過程進(jìn)行簡要說明：

在拋載式深海海洋湍流混合剖面測(cè)量儀進(jìn)行布放前，使用磁鐵在測(cè)量儀指定位置進(jìn)行激活。測(cè)量儀激活后將直接進(jìn)入采樣狀態(tài)，測(cè)量儀布放后將在自身重量作用下以0.4m/s至0.6m/s的速度勻速下降。測(cè)量儀內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集單元9將通過剪切流傳感器3和溫度傳感器4對(duì)剪切信號(hào)、溫度信號(hào)等進(jìn)行采樣。測(cè)量儀內(nèi)部的姿態(tài)控制單元10將實(shí)時(shí)采集測(cè)量儀的姿態(tài)和深度信息，并隨時(shí)判斷是否需要對(duì)拋載艙2進(jìn)行拋載。一般當(dāng)滿足下列拋載條件時(shí)：1、測(cè)量儀下降到預(yù)設(shè)深度。2、拋載艙無信號(hào)返回。3、測(cè)量儀姿態(tài)偏斜，且偏角大于預(yù)設(shè)角度。姿態(tài)控制單元10將向拋載釋放環(huán)201發(fā)出釋放命令，拋載釋放環(huán)201將使回收艙1與拋載艙2分離?；厥张?在正浮力的作用下，將上浮到海表面。當(dāng)回收艙1上浮到海面后，其尾部的兩個(gè)定位通訊信標(biāo)將被啟動(dòng)，其中衛(wèi)星定位通訊信標(biāo)4可通過衛(wèi)星通信的方式，定期將回收艙1的GPS坐標(biāo)發(fā)送給用戶終端，甚高頻定位通訊信標(biāo)5可通過固定波段的甚高頻通訊，定期將定位信息發(fā)送回用戶終端，以方便用戶快速尋找回收艙1在海面上的位置。采集得到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在回收艙1內(nèi)的主控單元8中，當(dāng)回收艙1回收后用戶可通過專用水密電纜進(jìn)行下載與后期處理。

上述方式中未述及的部分采取或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。如拋載釋放環(huán)201可采用機(jī)械觸發(fā)或電控觸發(fā)等方式由姿態(tài)控制單元10控制拋載。

需要說明的是，在本說明書的教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所作出的任何等同替代方式，或明顯變型方式，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。