一種水下延纜剖面測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水域環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種新型水下延纜剖面測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前水下延纜剖面測(cè)量的基本方法有兩種:
[0003]第一種是通過控制移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)的浮力與重力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)觀測(cè)平臺(tái)在水下上升或下降。目前成型的設(shè)備多采用此方法原理實(shí)現(xiàn)其基本方案，如將移動(dòng)密封艙與艙外油囊連接，艙內(nèi)還有一個(gè)內(nèi)油囊與艙外油囊通過電磁閥聯(lián)通，通過艙內(nèi)的電子電路控制氣泵給油泵加壓進(jìn)而將內(nèi)油囊的油排到艙外油囊中，從而增加平臺(tái)排水體積進(jìn)而增加平臺(tái)浮力使平臺(tái)上升；反之當(dāng)艙外油囊的油受到水壓回流到內(nèi)油囊后，整個(gè)平臺(tái)浮力減小進(jìn)而下降。這種方法雖然在電路上便于控制平臺(tái)細(xì)微的浮力，在平臺(tái)移動(dòng)過程中不需要額外的電功耗改變浮力，但它有如下幾個(gè)難點(diǎn)無法解決:
[0004]1.艙內(nèi)機(jī)械控制部分復(fù)雜，需要精密的氣泵、油泵、電磁閥及相關(guān)傳感器的精確測(cè)量;
[0005]2.所有動(dòng)力來源于電池，電池對(duì)密封艙的重力影響巨大，艙體的設(shè)計(jì)與電池的多少密切相關(guān)，工作時(shí)間的多少直接決定了整體設(shè)計(jì)，可謂牽電池動(dòng)全身；
[0006]3.這種方法工作水深有限，目前多為2000米以內(nèi)的測(cè)量，超過2000米后由于隨著水深的增加，油泵要向外油囊打油需要的功耗和電池的效率無法平衡，造成整體艙體設(shè)計(jì)無法完成更深功率消耗，因此無法完成更多的測(cè)量工作。
[0007]第二種是采用電機(jī)帶動(dòng)齒輪沿著纜不斷爬行。這種方法將移動(dòng)平臺(tái)通過滾輪卡住水下的纜，平臺(tái)為零浮力，平臺(tái)延纜的移動(dòng)都是靠電子艙內(nèi)的電機(jī)帶動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)艙外的滾輪沿著纜進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)而控制平臺(tái)的上升和下降。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械設(shè)計(jì)部分比較簡(jiǎn)單，受水深影響較小，易于電子控制，但它也有幾個(gè)問題難以解決:
[0008]1.平臺(tái)的每一步運(yùn)動(dòng)都要消耗電力，對(duì)電池是巨大的考驗(yàn)，與第一種方法一樣，對(duì)電子艙的設(shè)計(jì)也會(huì)有相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，工作的剖面次數(shù)多少?zèng)Q定了電池多少進(jìn)而也就決定了電子艙的設(shè)計(jì)大小。
[0009]2.平臺(tái)移動(dòng)速度有限，在上升和下降過程中因?yàn)槊恳幻椎倪\(yùn)動(dòng)都需要電機(jī)，當(dāng)要求平臺(tái)速度提高時(shí)，電力消耗巨大，對(duì)內(nèi)部電機(jī)和外部滾輪的可靠性有巨大考驗(yàn)。
[0010]由此可見，以上兩種測(cè)量方法都有不可回避的問題就是控制平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的能量受電池制約，進(jìn)而對(duì)整體設(shè)計(jì)有決定的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種水下延纜剖面測(cè)量方法，該方法采用完全機(jī)械的方式取代電池來提供動(dòng)力，以控制平臺(tái)的上升和下降，進(jìn)而從根本上解決移動(dòng)平臺(tái)最難的動(dòng)力問題。
[0012]本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:
[0013]一種水下延纜剖面測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0014](I)在預(yù)定測(cè)量水域錨固導(dǎo)向纜，并配備可沿導(dǎo)向纜往復(fù)移動(dòng)的觀測(cè)平臺(tái)，在觀測(cè)平臺(tái)上安放測(cè)量儀器，然后調(diào)節(jié)觀測(cè)平臺(tái)的浮力大于零，在導(dǎo)向纜的底部設(shè)置觸發(fā)機(jī)構(gòu)；
[0015](2)在導(dǎo)向纜的頂部設(shè)置有重物投放機(jī)構(gòu)，當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)處于導(dǎo)向纜頂部時(shí)，重物投放機(jī)構(gòu)將一重物投放至觀測(cè)平臺(tái)上，使觀測(cè)平臺(tái)受到重力沿導(dǎo)向纜不斷下降，當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)下降到設(shè)定的導(dǎo)向纜底部的觸發(fā)機(jī)構(gòu)位置時(shí)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)觀測(cè)平臺(tái)上的釋放裝置，使其將觀測(cè)平臺(tái)上的重物釋放，進(jìn)而使觀測(cè)平臺(tái)在自身浮力作用下沿導(dǎo)向纜回到頂部；在觀測(cè)平臺(tái)沿導(dǎo)向纜往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，觀測(cè)平臺(tái)上的測(cè)量儀器對(duì)水域剖面進(jìn)行觀測(cè)；
[0016](3)當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)回到導(dǎo)向纜頂部時(shí)或當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)回到導(dǎo)向纜頂部并停留一段時(shí)間后，重物釋放機(jī)構(gòu)再將另一重物投放至觀測(cè)平臺(tái)上，如此觀測(cè)平臺(tái)便會(huì)繼續(xù)以上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程，測(cè)量儀器隨之對(duì)水域剖面繼續(xù)進(jìn)行觀測(cè)。
[0017]優(yōu)選的，所述重物為高密度球體或塊體。
[0018]優(yōu)選的，上述步驟中配備重量不同的多個(gè)重物，通過改變觀測(cè)平臺(tái)所負(fù)載重物的重量大小來調(diào)節(jié)觀測(cè)平臺(tái)的下降速度。
[0019]優(yōu)選的，上述步驟中通過設(shè)定重物的投放個(gè)數(shù)來調(diào)節(jié)水域剖面的測(cè)量次數(shù)，通過設(shè)定重物的重量來改變平臺(tái)的下降速度，通過設(shè)定相鄰重物之間的投放間隔來調(diào)節(jié)水域剖面的測(cè)量周期。
[0020]優(yōu)選的，所述導(dǎo)向纜通過觀測(cè)平臺(tái)上的纜孔縱向貫穿于觀測(cè)平臺(tái)。
[0021]優(yōu)選的，所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)為一阻擋物，所述釋放裝置為機(jī)械釋放裝置，當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)下降到導(dǎo)向纜底部時(shí)，觀測(cè)平臺(tái)上的機(jī)械釋放裝置受到阻擋物的沖擊，觸發(fā)一系列動(dòng)作，進(jìn)而使觀測(cè)平臺(tái)所攜帶的重物拋出。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0023](I)本發(fā)明突破了當(dāng)前延纜觀測(cè)平臺(tái)通過電池提供動(dòng)力來源的瓶頸，通過觀測(cè)平臺(tái)負(fù)載重物及下潛一定深度后拋棄重物來實(shí)現(xiàn)觀測(cè)平臺(tái)的下降與上升控制，進(jìn)而解決了由電池提供動(dòng)力來源所帶來的一系列問題。
[0024](2)本發(fā)明中觀測(cè)平臺(tái)的下降速度可通過改變重物的重量來控制，速度可調(diào)范圍大，一般為0.1-0.8m/s ;觀測(cè)平臺(tái)下放深度為全水深，測(cè)量范圍不受水深影響，可以測(cè)量從水面到全水深的剖面數(shù)據(jù)；可搭載任何相關(guān)的儀器設(shè)備；可連續(xù)長時(shí)間觀測(cè)，水域剖面觀測(cè)次數(shù)可通過調(diào)節(jié)搭載重物的個(gè)數(shù)來實(shí)現(xiàn)，與觀測(cè)平臺(tái)無關(guān)。
[0025](3)本發(fā)明將移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)成分體式，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起來更加簡(jiǎn)單；
[0026](4)綜合來看，本發(fā)明與其他目前的水下延纜觀測(cè)方法及儀器相比幾乎沒有缺點(diǎn)。
【附圖說明】
[0027]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:
[0028]圖1為本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為圖1的截面圖；
[0030]圖3為本發(fā)明中重物投放機(jī)構(gòu)的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明中重物投放機(jī)構(gòu)去除殼體后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明中重物投放機(jī)構(gòu)去除殼體及腔體后的一側(cè)結(jié)構(gòu)視圖，主要示出電控裝置部分；
[0033]圖6為本發(fā)明中重物投放機(jī)構(gòu)去除殼體及腔體后的另一側(cè)結(jié)構(gòu)視圖；
[0034]圖7為本發(fā)明中移動(dòng)平臺(tái)的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖8為圖7的截面圖；
[0036]圖9為本發(fā)明中移動(dòng)平臺(tái)去除上部殼體后的結(jié)構(gòu)示意圖，主要示出重物接收槽的底部傾斜面；
[0037]圖10為本發(fā)明中移動(dòng)平臺(tái)的一側(cè)結(jié)構(gòu)視圖，主要示出重物釋放機(jī)構(gòu)部分；
[0038]圖11為圖10的局部放大圖；
[0039]圖12為本發(fā)明中移動(dòng)平臺(tái)的另一側(cè)結(jié)構(gòu)視圖。
[0040]圖中:1-重物投放機(jī)構(gòu)，101-殼體，102-支架，103-電控裝置，1031-頂升件，1032-電子倉，1033-升降臺(tái)，1034-第一傳動(dòng)桿，1035-第二傳動(dòng)桿，1036-配重塊，1037-第一撥叉，104-腔體，2-移動(dòng)平臺(tái)，201-纜孔，202-重物接收槽，203-重物下落口，204-重物下落通道，205-出口，3-重物釋放機(jī)構(gòu)，301-探針，302-連接片，303-支架，304-第三傳動(dòng)桿，305-第四傳動(dòng)桿，306-第二撥叉，307-配重塊，4-觸發(fā)裝置，5-導(dǎo)向纜。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明提供一種新型水下延纜剖面測(cè)量方法，該方法通過觀測(cè)平臺(tái)負(fù)載重物及下潛一定深度后拋棄重物來實(shí)現(xiàn)觀測(cè)平臺(tái)沿導(dǎo)向纜的下降與上升控制，觀測(cè)平臺(tái)上攜帶有測(cè)量儀器，在觀測(cè)平臺(tái)沿導(dǎo)向纜往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，觀測(cè)平臺(tái)上的測(cè)量儀器對(duì)水域剖面進(jìn)行觀測(cè)，從而有效解決了當(dāng)前延纜觀測(cè)平臺(tái)由電池提供動(dòng)力來源所帶來的一系列問題。
[0042]本發(fā)明水下延纜剖面測(cè)量方法，具體包括以下步驟:
[0043](I)在預(yù)定測(cè)量水域豎向錨固導(dǎo)向纜，并配備可沿導(dǎo)向纜往復(fù)移動(dòng)的觀測(cè)平臺(tái)，在觀測(cè)平臺(tái)上安放測(cè)量儀器，然后調(diào)節(jié)觀測(cè)平臺(tái)的浮力大于零，在導(dǎo)向纜的底部設(shè)置觸發(fā)機(jī)構(gòu)。
[0044](2)在導(dǎo)向纜的頂部設(shè)置有重物投放機(jī)構(gòu)，當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)處于導(dǎo)向纜頂部時(shí)，重物投放機(jī)構(gòu)將一重物投放至觀測(cè)平臺(tái)上，使觀測(cè)平臺(tái)因增加重物的重力而沿導(dǎo)向纜不斷下降，當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)下降到設(shè)定的導(dǎo)向纜底部的觸發(fā)機(jī)構(gòu)位置時(shí)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)觀測(cè)平臺(tái)上的釋放裝置，使其將觀測(cè)平臺(tái)上的重物釋放，進(jìn)而使觀測(cè)平臺(tái)在自身浮力作用下沿導(dǎo)向纜回到頂部。在觀測(cè)平臺(tái)沿導(dǎo)向纜往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，觀測(cè)平臺(tái)上的測(cè)量儀器對(duì)水域剖面進(jìn)行觀測(cè)。
[0045](3)當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)回到導(dǎo)向纜頂部時(shí)或當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)回到導(dǎo)向纜頂部并停留一段時(shí)間后，重物釋放機(jī)構(gòu)再將另一重物投放至觀測(cè)平臺(tái)上，如此觀測(cè)平臺(tái)便會(huì)繼續(xù)以上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程，測(cè)量儀器隨之對(duì)水域剖面繼續(xù)進(jìn)行觀測(cè)。
[0046]上述步驟中，所述重物可為高密度球體，如鐵球或鉛球等，當(dāng)然也可為高密度塊體如鐵塊或鉛塊等，具體可根據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行選擇。重物的作用是當(dāng)其被投放于觀測(cè)平臺(tái)上時(shí)，可給予觀測(cè)平臺(tái)一向下的力，使其沿導(dǎo)向纜不斷下降。通過改變觀測(cè)平臺(tái)所負(fù)載重物的重量大小可調(diào)節(jié)觀測(cè)平臺(tái)的下降速度，通過設(shè)定重物的投放個(gè)數(shù)可調(diào)節(jié)水域剖面的