CN104369838A - 自升式连体潜标测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋测量技术领域，具体地说是一种自升式连体潜标测量系统。包括框架、仪器设备、浮体组件、筒体保护装置、配重块及释放器，其中筒体保护装置设置于框架上，所述仪器设备和释放器固设于浮体组件上，形成连体潜标，所述连体潜标设置于筒体保护装置内、并且所述释放器与框架钩挂连接，所述配重块设置于框架的底部;通过释放器与框架脱钩，使所述连体潜标自动升浮到海面，获取海洋水下环境剖面流资料。本发明体积小、重量轻、造价低、操作简便，适用于水深1000m以内的海区。

Description

自升式连体潜标测量系统

技术领域

本发明属于海洋测量技术领域，具体地说是一种自升式连体潜标测量系统。

背景技术

潜标测量技术是近几十年由一些海洋发达国家开始使用并发展起来的。长期以来，国内外学者，针对海洋环境调查技术方法方面改进与探索从未间断过，特别在浮标测量技术方面有了不断发展与改进，随着观测仪器设备性能、体积、浮体材料的不断改进，使得海洋环境观测技术手段有了很大提高。潜标系统是海洋环境测量的最重要技术手段之一，在恶劣的海洋环境条件下，无需人工值守进行长期、连续、同步、自动地对海洋水文要素进行测量，是远离海岸测量的重要设备。具有其他调查方法无法代替的作用。其重要性越来越受到世界各海洋国家的重视。

到目前为止，纵观世界各国几十年海洋潜标测量方法与技术发展，走过一个很漫长的过程，但技术性突破难度很大。目前无论国外进口的或是国内生产的各种类型的浮标系统，大多数为只搭载了测量仪器，而释放器多是用单独通过纲丝绳或其它的绳索与浮标、锚定重块相连，形成各种形式的测量系统，并且结构均比较复杂，操作繁琐。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种自升式连体潜标测量系统。该自升式连体潜标测量系统体积小、重量轻、造价低、操作简便，适用于水深1000m以内的海区。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:

一种自升式连体潜标测量系统，包括框架、仪器设备、浮体组件、筒体保护装置、配重块及释放器，其中筒体保护装置设置于框架上，所述仪器设备和释放器固设于浮体组件上，形成连体潜标，所述连体潜标设置于筒体保护装置内、并且所述释放器与框架钩挂连接，所述配重块设置于框架的底部;通过释放器与框架脱钩，使所述连体潜标自动升浮到海面，获取海洋水下环境剖面流信息。

所述配重块为多块、并均布于框架的底部四周。所述框架为外形是弧形的钢结构框架。所述浮体组件上设有多个预留孔，所述仪器设备和释放器分别容置于各预留孔中。所述浮体组件包括多个浮体，各浮体依次上下叠加、并通过螺栓连接。所述仪器设备为多普勒剖面海流计。

所述筒体保护装置的上端端口为敞开式，下端端口为半封闭式。所述筒体保护装置的材质采用不锈钢或塑料，形状为圆柱体或方型体。所述浮体组件采用玻璃微珠浮力材料。

本发明的优点及有益效果是:

1.本发明通过释放装置脱钩，脱钩后将连体潜标可自行升浮到海面，获取可靠的水下剖面流资料，并具有隐蔽性好不易被破坏的优点。

2.本发明对传统潜标测量系统进行了创新和改造，对于海洋剖面海流、潮位、底层水温、盐度测量等有及其重大意义和深远的影响。

3.本发明已成功的把仪器设备、释放器与浮体材料合成了单位体积最小的潜标测量平台。

4.本发明体积小、重量轻、造价低、操作简便，适用于水深1000m以内的海区。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为图1的侧视图;

图3为图1的俯视图。

其中:1为框架结构，2为仪器设备，3为浮体组件，4为筒体保护装置，5为释放器，6为配重块，7为水温仪，8为水位计。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1-3所示，本发明包括框架1、仪器设备2、浮体组件3、筒体保护装置4、配重块6及释放器5，其中配重块6为多块、并均布于框架1的底部四周。筒体保护装置4设置于框架1上，所述浮体组件3上设有多个预留孔，所述仪器设备2和释放器5分别固定安装于各预留孔中，形成连体潜标，所述连体潜标设置于筒体保护装置4内、并且所述释放器5与框架1钩挂连接。通过释放器5与框架1脱钩，使所述连体潜标自动升浮到海面，获取海洋水下环境剖面流信息。

所述浮体组件3包括多个浮体，各浮体依次上下叠加、并通过螺栓连接。所述浮体组件3采用玻璃微珠浮力材料。所述仪器设备2为多普勒剖面海流计。本发明是把所有的仪器设备2和释放器5合成在浮体的同一平行面内，构成了目前一种体积最小的连体潜标测量单元。

连体潜标是由玻璃微珠浮力材料与仪器设备2集成组合而成，即根据仪器设备2的大小、重量、尺寸外型，每个浮体预制成每块浮体浮力重为20kg、30kg或40kg......不等的圆柱体或方形柱状体。使用时视仪器设备2的重量需要的浮力而定，可用几块浮体用螺栓组合一体。

筒体保护装置4是由不锈钢板或塑料制作的圆柱体、方型体。上端端口是敞开式的，为防止连体潜标沉入海底软泥，下端端口视地质条件结构而定，多为半封闭式的。根据自升式连体潜标外径大小预做一个大于浮体潜标外径的不锈钢圆柱体或方型柱体，以保证仪器设备正常工作状态及顺利释放浮出水面。

采用筒体保护装置4，可使钢结构框架里的连体浮标顺利升浮。可避免因海区的海床地质的软泥导致浮体进入软泥而不能顺利升浮。避免受结构框架内壁阻力及释放器吊钩挂在钢结构上面。防止受底流、台风流、内波流等外力因素的影响。

框架1采用钢结构框架，可根据需要选用各种不同类型的材料制作。本次潜标试验选用不锈钢材料焊接而成，钢结构框架的外形必须是弧形的。框架内部空间同样要根据装载的仪器设备大小、尺寸、体积而定，将组合的浮体组件3安装在框架1内部可容纳整套连体测量仪器设备系统的钢结构内。不同的是钢结构底部或底部的周围侧面，根据需要加多个配重块6，配重块6采用预制好的水泥条块或预先预制好的其它材料的条形重块，固定在框架1的底部或底部周围。重量也可视需要而配重。

本次进行的测量试验钢结构框架，上部直径为70cm，高度为65cm(因释放器高度为65cm)，底部直径为130cm。配重约100、200、300kg......不等。仪器设备2采用美国150KADCP(多普勒剖面海流计)。

同样本发明钢结构框架也可搭载美国产75K的ADCP仪器。只需多加一块预做好的浮体构件组块和配重即可。相比150KADCP高出30cm，同样可以处于保护装置4的控制范围内。

实施例

该测量试验是在南海水深410m处进行的，采用的仪器设备由美国产ADCP150K多谱勒剖面海流计。释放器采用的是866A型声学释放器。因此根据以上采用的仪器，该连体浮标的总体高度为45cm，释放器的高度为65cm，锚定系统的钢结构框架离海底的高度只有65cm。

自升式连体潜标投放

两次测量试验分别用海洋石油709船和南海503船进行的。采用了船悬自由落体式进行投放的。先把整个连体潜标测量系统吊挂船舷外，然后让连体潜标自由落体沉入海底。潜标搭载了释放器、美国产150kADCP、日本产ELC单点海流计、水位计、水温仪等。也可加配其它测量仪器。

自升式连体潜标回收

该测量试验已进行了半年，已成功地进行了2次回收，并获取了近3个月的实测剖面海流资料。平流回收时自升式潜标升浮时间为10分钟左右，平移距离100m左右。涨、落潮时回收潜标升浮时间约为15分钟，平移距离为200m左右。

本发明自升式连体潜标的最大特点是把各种仪器设备与释放器搭载组合成同一平行面的浮标内。其浮体材料及仪器合成一体的高度仅45公分。这种形式的集成设计的潜标测量平台，是目前国内外集成度最高、体积最小的潜标测量平台。大大减少了仪器设备、浮标、重块等常用的绳索和锚链的连接环节。采用了座底式筒体保护装置，使其连体潜标在框架内顺利升浮，完全避免了测量系统受海洋中各种外力作用，防止浮体因海底软泥条件而陷入海床下，响测量质量的问题。可有效地测量水深1000m内的剖面海流及海底水位、水温、盐度等海洋环境参数。

Claims (9)

1.一种自升式连体潜标测量系统，其特征在于:包括框架(1)、仪器设备(2)、浮体组件(3)、筒体保护装置(4)、配重块(6)及释放器(5)，其中筒体保护装置(4)设置于框架(1)上，所述仪器设备(2)和释放器(5)固设于浮体组件(3)上，形成连体潜标，所述连体潜标设置于筒体保护装置(4)内、并且所述释放器(5)与框架(1)钩挂连接，所述配重块(6)设置于框架(1)的底部;通过释放器(5)与框架(1)脱钩，使所述连体潜标自动升浮到海面，获取海洋水下环境剖面流信息。

2.按权利要求1所述的自升式连体潜标测量系统，其特征在于:所述配重块(6)为多块、并均布于框架(1)的底部四周。

3.按权利要求1所述的自升式连体潜标测量系统，其特征在于:所述框架(1)为外形是弧形的钢结构框架。

4.按权利要求1所述的自升式连体潜标测量系统，其特征在于:所述浮体组件(3)上设有多个预留孔，所述仪器设备(2)和释放器(5)分别容置于各预留孔中。

5.按权利要求1所述的自升式连体潜标测量系统，其特征在于:所述浮体组件(3)包括多个浮体，各浮体依次上下叠加、并通过螺栓连接。

6.按权利要求1所述的自升式连体潜标测量系统，其特征在于:所述仪器设备(2)为多普勒剖面海流计。

7.按权利要求1所述的自升式连体潜标测量系统，其特征在于:所述筒体保护装置(4)的上端端口为敞开式，下端端口为半封闭式。

8.按权利要求1或7所述的自升式连体潜标测量系统，其特征在于:所述筒体保护装置(4)的材质采用不锈钢或塑料，形状为圆柱体或方型体。

9.按权利要求1、5或6所述的自升式连体潜标测量系统，其特征在于:所述浮体组件(3)采用玻璃微珠浮力材料。