基于浮標(biāo)錨鏈的海洋要素垂直剖面觀測(cè)裝置及其觀測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋觀測(cè)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于浮標(biāo)錨鏈的海洋要素垂直剖面觀測(cè)裝置及其觀測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]觀測(cè)技術(shù)是促進(jìn)海洋科學(xué)逐漸走向成熟的關(guān)鍵因素之一，海洋科學(xué)從物理、生物至IJ地質(zhì)，從海氣交換到大洋剖面水體，觀測(cè)尺度和范圍跨越時(shí)間和空間幾十個(gè)數(shù)量級(jí)。目前隨著觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，海洋科學(xué)發(fā)展所依賴的海洋數(shù)據(jù)獲取方式正在從“考察”向“觀測(cè)”轉(zhuǎn)變，而且海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)己進(jìn)入從空間、沿岸、水面及水下對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行全方位、全天候立體監(jiān)測(cè)的時(shí)代。然而，目前我國(guó)大部分的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)仍然依靠船舶觀測(cè)和臺(tái)站觀測(cè)技術(shù)周期性的采集海洋表層或有限的一些水層的要素?cái)?shù)據(jù)，對(duì)于海洋次表層以及深層水下的資料十分稀缺。隨著人們對(duì)海洋科學(xué)認(rèn)知需求的提升，僅僅依靠表層或有限水層的要素?cái)?shù)據(jù)，難以對(duì)我國(guó)廣闊海域的物理、生物、化學(xué)環(huán)境等多方面狀況進(jìn)行深入了解，無(wú)法滿足全方位的立體監(jiān)測(cè)要求，不能適應(yīng)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。
[0003]有效獲取、連續(xù)監(jiān)測(cè)我國(guó)近岸淺海區(qū)域不同深度的剖面海洋參數(shù)，在預(yù)報(bào)和減災(zāi)上可以為海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報(bào)和災(zāi)害性海況遙測(cè)提供數(shù)據(jù)資料；在軍事上可以提供海洋環(huán)境實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，用于聲納作用距離預(yù)報(bào)和潛艇航行航道保障；在海洋養(yǎng)殖中可以預(yù)報(bào)海水水體環(huán)境變化規(guī)律，控制生物最佳養(yǎng)殖環(huán)境。因此，在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展水平條件下，如何實(shí)現(xiàn)有效獲取海面以下水體垂直剖面的海洋環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)已成為我國(guó)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中關(guān)鍵的一環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于浮標(biāo)錨鏈的海洋要素垂直剖面觀測(cè)裝置及其觀測(cè)方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明觀測(cè)裝置包括錨泊浮標(biāo)及觀測(cè)單元，其中錨泊浮標(biāo)包括浮于海面上的浮標(biāo)體、沉于海底的重力錨及連接于所述浮標(biāo)體及重力錨之間的浮標(biāo)錨鏈，該浮標(biāo)錨鏈上均布有多個(gè)由上至下設(shè)置的所述觀測(cè)單元；所述觀測(cè)單元包括錨鏈夾具、傳感器放置籠及傳感器設(shè)備，該錨鏈夾具夾持在所述浮標(biāo)錨鏈上，所述傳感器放置籠與錨鏈夾具固接，在該傳感器放置籠內(nèi)安裝有傳感器設(shè)備，通過(guò)各所述觀測(cè)單元中的傳感器設(shè)備實(shí)現(xiàn)海洋要素垂直剖面的觀測(cè)。
[0007]其中:所述觀測(cè)單元還包括附件，該附件包括加強(qiáng)筋、吊繩及吊鉤，所述加強(qiáng)筋連接于錨鏈夾具與傳感器放置籠之間，所述吊繩的一端連接于傳感器放置籠上，另一端設(shè)有吊掛在所述浮標(biāo)錨鏈上的吊鉤；
[0008]所述錨鏈夾具包括后擋板及前蓋板，該后擋板與前蓋板將所述浮標(biāo)錨鏈夾在中間，并通過(guò)壓緊螺絲連接、夾持固定在所述浮標(biāo)錨鏈上；所述傳感器放置籠焊接于后擋板的一端；所述后擋板及前蓋板上均開有多個(gè)供壓緊螺絲穿過(guò)的通孔，各所述壓緊螺絲穿過(guò)后擋板上的所述通孔后、焊接在所述后擋板上；
[0009]所述傳感器放置籠包括中心支管、側(cè)支板、傳感器固定夾、底板及上蓋板，該中心支管的兩端分別固接在上蓋板及底板上，在中心支管的外圍沿圓周方向均布有多個(gè)側(cè)支板，各所述側(cè)支板的兩端分別固接在上蓋板及底板，所述錨鏈夾具固接于側(cè)支板上；所述中心支管上沿圓周方向安裝有多個(gè)固定所述傳感器設(shè)備的傳感器固定夾；各所述傳感器固定夾形狀結(jié)構(gòu)相同，包括固定半夾及活動(dòng)半夾，所述固定半夾固接于中心支管上，該活動(dòng)半夾通過(guò)固定螺栓與固定半夾可拆卸地連接，所述傳感器設(shè)備通過(guò)固定螺栓夾持在固定半夾與活動(dòng)半夾圍成的空間內(nèi)；所述底板及上蓋板上均開有供所述中心支管兩端插入焊接的中心支管通孔，該中心支管通孔周圍的底板及上蓋板上均開有透水通孔；
[0010]本發(fā)明觀測(cè)裝置的觀測(cè)方法為:
[0011]將所述錨泊浮標(biāo)投放到指定海域，所述浮標(biāo)體浮于海面，連接重力錨的浮標(biāo)錨鏈浸在海面以下，重力錨沉于海底；由潛水員攜帶所述觀測(cè)單元下潛到需要懸掛的浮標(biāo)錨鏈處，調(diào)整觀測(cè)單元的方向，將所述錨鏈夾具夾持固定在浮標(biāo)錨鏈上，使浮標(biāo)錨鏈上固接多個(gè)不同高度的觀測(cè)單元；所述傳感器設(shè)備按照事先設(shè)定程序定時(shí)啟動(dòng)、自行觀測(cè)并存儲(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)，潛水員定期下水取下傳感器設(shè)備，讀取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)海洋要素垂直剖面的長(zhǎng)期觀測(cè)；
[0012]所述傳感器放置籠上通過(guò)吊繩拴有吊鉤，在將所述錨鏈夾具夾持固定在浮標(biāo)錨鏈之前，通過(guò)所述吊鉤將整個(gè)觀測(cè)單元吊掛在浮標(biāo)錨鏈上；所述錨鏈夾具包括后擋板及前蓋板，所述觀測(cè)單元調(diào)整方向后，壓緊螺絲的一端焊接在后擋板上，另一端卡在所述浮標(biāo)錨鏈的檔上，壓上前蓋板，壓的時(shí)候讓壓緊螺絲穿過(guò)前蓋板上的前蓋板通孔，從前蓋板外側(cè)擰緊壓緊螺絲后，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)單元在浮標(biāo)錨鏈上的固定。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0014]1.制作簡(jiǎn)單，成本低。本發(fā)明是基于錨泊浮標(biāo)實(shí)現(xiàn)的，觀測(cè)單元的制作相對(duì)簡(jiǎn)單，并且借助潛水員的綁縛固定方式和后期的回收難度小，易實(shí)現(xiàn)，成本低。
[0015]2.工作穩(wěn)定,安全性高。本發(fā)明將傳感器設(shè)備完全放置在一個(gè)與海水完全開放的傳感器放置籠內(nèi)，傳感器設(shè)備既受到完全的保護(hù)、不會(huì)被錨鏈磨損，又能夠準(zhǔn)確地觀測(cè)所處位置的海洋要素。
[0016]3.獲取海洋立體觀測(cè)要素。由于本發(fā)明是在浮標(biāo)錨鏈上分層敷設(shè)多個(gè)觀測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)了定點(diǎn)海洋要素的長(zhǎng)期立體觀測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1中觀測(cè)單元的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0019]圖3為圖1中觀測(cè)單元去掉上蓋板后的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0020]圖4為圖2中上蓋板、底板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為圖2中后擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為圖2中前蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為圖3中傳感器固定夾的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]其中:1為錨泊浮標(biāo)，11為浮標(biāo)體，12為浮標(biāo)錨鏈，13為重力錨，2為觀測(cè)單元，21為錨鏈夾具，211為后擋板,2111為后擋板通孔,212為前蓋板,2121為前蓋板通孔,213為壓緊螺絲，22為附件，221為加強(qiáng)筋，222為吊繩，223為吊鉤，23為傳感器放置籠，231為中心支管，232為側(cè)支板，233為傳感器固定夾，2331為固定半夾，2332為活動(dòng)半夾，2333為固定螺栓，234為底板，2341為通孔，2342為中心支管通孔，235為上蓋板，24為傳感器設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明的觀測(cè)裝置包括錨泊浮標(biāo)I及觀測(cè)單元2，其中錨泊浮標(biāo)I包括浮于海面上的浮標(biāo)體11、沉于海底的重力錨13及連接于浮標(biāo)體11及重力錨13之間的浮標(biāo)錨鏈12，該浮標(biāo)錨鏈12上均布有多個(gè)由上至下設(shè)置的觀測(cè)單元2。
[0027]如圖2、圖3所示，觀測(cè)單元2包括錨鏈夾具21、附件22、傳感器放置籠23及傳感器設(shè)備24，錨鏈夾具21包括后擋板211、前蓋板212及壓緊螺絲213，如圖5所示，本實(shí)施例的后擋板211為長(zhǎng)方形板，在后擋板211上開有多個(gè)(本實(shí)施例為四個(gè))供壓縮螺絲213穿過(guò)的后擋板通孔2111 ;如圖6所示,本實(shí)施例的前蓋板212為正方形板,在前蓋板212上開有多個(gè)(本實(shí)施例為四個(gè))供壓縮螺絲213穿過(guò)的前蓋板通孔2121，該前蓋板通孔2121與后擋板通孔2111數(shù)量相同。壓緊螺絲213穿過(guò)后擋板211上的后擋板通孔2111后、焊接在后擋板211上。后擋板211與前蓋板212將浮標(biāo)錨鏈12夾在中間，并通過(guò)壓緊螺絲213連接、夾持固定在浮標(biāo)錨鏈12上。
[0028]傳感器放置籠23焊接于后擋板211的一端。傳感器放置籠23包括中心支管231、側(cè)支板232、傳感器固定夾233、底板234及上蓋板235，如圖4所示，本實(shí)施例的底板234及上蓋板235形狀相同，均為圓形板，在底板234及上蓋板235上均開有供中心支管231兩端插入焊接的中心支管通孔2341，該中心支管通孔2341周圍的底板234及上蓋板235上均開有多個(gè)(本實(shí)施例為三個(gè))透水通孔2341。中心支管231的兩端分別插入上蓋板235及底板234上的中心支管通孔2342中、分別與上蓋板235及底板234焊接；在中心支管231的外圍沿圓周方向均布有多個(gè)側(cè)支板