CN104443280A - 一种海洋浮标 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海洋浮标，其包括：固定设置在所述海洋浮标上的密封筒；密封设置在所述密封筒内且配合工作的经纬度定位装置、数据采集存储装置、电源电池和能够向作业平台或岸站发送信号的信号发射装置。本发明提供的海洋浮标，通过在海洋浮标上设置经纬度定位装置、数据采集存储装置、电源电池和信号发射装置来对其进行定位，从而使工作人员能够及时寻回被破坏后的海洋浮标，降低了海洋浮标被人为破坏后的损失。

Description

一种海洋浮标

技术领域

本发明涉及海洋监测设备技术领域，更具体地说，涉及一种海洋浮标。

背景技术

近年来，随着国家对海洋基础科学研究和海洋（石油/天然气）工程应用的投入日益加大，依赖海洋浮标技术来获取特定海域的海洋和气象数据信息的研究/工程的项目也频繁立项并开展实施。目前在海洋石油/天然气开采区域作业的平台（船）都需要使用海洋浮标作为安全生产的预警设备，这些海洋浮标布放在距离作业平台10～40海里以外的位置，实时地为海洋石油作业平台（船）提供海洋内波、海面气象（风速风向、温度湿度等）、海洋水文（波高波向、海流的流速流向等）等信息，以供平台(船)的安全作业参考。

针对水深超过500米，离岸（陆地）直线距离超过50海里，岸站（陆地控制站点）发射的GSM/CDMA（GSM和CDMA均为无线电通信技术）信号无法到达的特定海域的科学研究/工程项目的需要，一般是采用将多种海洋及气象观测传感器安装于海洋浮标上，然后再将海洋浮标投放于预定海域的观测方法。而此种海洋浮标被称为深远海观测浮标。深远海观测浮标的底部采用重块锚定，浮标和重块之间使用高强度的锚绳连接，还可根据不同的观测需要，在锚绳上加载其它观测仪器。深远海观测浮标工作时间一般较长（1年以上），所以一般采用多晶硅太阳能集电板和铅蓄电池配合充供电的无人值守自动工作模式。

在现有技术中，因为深远海观测浮标投放后基本处于无人值守状态，并且其投放海域离岸距离较远，所以只能通过特种数据遥传方式（如铱星、海事卫星等传输方式），来实现平台（船）和陆地岸站对其的远程通讯和监控。特殊的工作模式，导致在该类型海域投放的深远海观测浮标经常遭到严重的人为（盗窃）破坏：深远海观测浮标的舱盖被人为开启后，其内部的铅蓄电池电源被盗窃，导致深远海观测浮标工作中断，最终完全丧失深远海观测浮标的所有信息。待相关部门专程派遣作业船只及人员现场搜寻，较小概率能找到深远海观测浮标被破坏后的遗体，但深远海观测浮标内所有仪器设备均被盗窃破坏；大多数情况，整个深远海观测浮标的下方锚泊装置（系泊锚绳）被割断破坏，导致整个深远海观测浮标体被盗走，或者锚泊装置破坏后，深远海观测浮标随波逐流而漂失。

因此，如何降低海洋浮标被人为破坏后的损失，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种海洋浮标，其降低了海洋浮标被人为破坏后的损失。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海洋浮标，其包括：

固定设置在所述海洋浮标上的密封筒；

密封设置在所述密封筒内且配合工作的经纬度定位装置、数据采集存储装置、电源电池和能够向作业平台或岸站发送信号的信号发射装置。

优选的，上述海洋浮标中，所述密封筒上设置有双沉头连接孔，穿过所述双沉头连接孔的螺栓通过与螺母配合将所述经纬度定位装置、数据采集存储装置、电源电池和信号发射装置密封于所述密封筒内。

优选的，上述海洋浮标中，还包括设置在所述海洋浮标主舱内的AIS接收器，所述AIS接收器连接于所述海洋浮标的主监测系统内。

优选的，上述海洋浮标中，还包括设置在所述海洋浮标主舱内的光线传感器，所述光线传感器连接于所述海洋浮标的主监测系统内。

优选的，上述海洋浮标中，所述密封筒通过螺栓依次与丁腈橡胶水密胶垫、合成尼龙盖板、不锈钢法兰固定环固定实现密封。

优选的，上述海洋浮标中，所述螺栓头部用于与旋紧工具配合的插槽为多边形凹槽，且所述多边形凹槽的每个边均为向靠近所述多边形凹槽的中心凸起的弧形边。

优选的，上述海洋浮标中，所述密封筒为不锈钢密封筒或船用钢密封筒。

优选的，上述海洋浮标中，所述经纬度定位装置包括GPS采集装置及天线。

优选的，上述海洋浮标中，所述信号发射装置包括铱星通讯装置和铱星发射天线。

优选的，上述海洋浮标中，所述电源电池为碱锰电池。

本发明提供的海洋浮标中，在其上固定设置有密封筒，在密封筒内设置有经纬度定位装置、数据采集存储装置、电源电池和信号发射装置，其中电源电池为经纬度定位装置、数据采集存储装置、和信号发射装置正常运行提供电能，经纬度定位装置在海洋浮标的锚绳被割断后，海洋浮标在被盗带离或随波漂流的过程中能够实时对浮标进行定位，并将定位数据传送至数据采集存储装置中，并最终通过信号发射装置将海洋浮标的定位信息发送给作业平台或岸站，从而使工作人员能够及时获知海洋浮标的位置以将其寻回，从而减少损失。本发明提供的海洋浮标，通过在海洋浮标上设置经纬度定位装置、数据采集存储装置、电源电池和信号发射装置来对其进行定位，从而使工作人员能够及时寻回被破坏后的海洋浮标，降低了海洋浮标被人为破坏后的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的海洋浮标的密封筒及设置在其内部的经纬度定位装置、数据采集存储装置和信号发射装置的俯视图；

图2为图1的右视剖面图；

图3为密封筒与丁腈橡胶水密胶垫、合成尼龙盖板、不锈钢法兰固定环、螺栓和螺母的装配爆炸图；

图4为螺栓的结构示意图。

以上图1-图4中：

密封筒1、经纬度定位装置2、数据采集存储装置3、电源电池4、双沉头连接孔5、螺栓6、螺母7、丁腈橡胶水密胶垫8、合成尼龙盖板9、不锈钢法兰固定环10、插槽11、铱星通讯装置12、铱星发射天线13。

具体实施方式

本发明提供了一种海洋浮标，其降低了海洋浮标被人为破坏后的损失。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例中所述的海洋浮标主要指的是深远海观测浮标。

如图1-图4所示，本发明实施例提供的深远海观测浮标，其包括：

固定设置在深远海观测浮标上的密封筒1，此密封筒1设置在深远海观测浮标的隐蔽位置以降低违法人员发现并对其进行破坏的几率；

密封设置在密封筒1内且相互配合工作的经纬度定位装置2、数据采集存储装置3、电源电池4和能够向作业平台或岸站发送信号的信号发射装置。

本实施例提供的深远海观测浮标中，在其上固定设置有密封筒1，在密封筒1内设置有经纬度定位装置2、数据采集存储装置3、电源电池4和信号发射装置，其中电源电池4为经纬度定位装置2、数据采集存储装置3、和信号发射装置正常运行提供电能，经纬度定位装置2在深远海观测浮标的锚绳被割断后，深远海观测浮标在被盗带离或随波漂流的过程中能够实时对浮标进行定位，并将定位数据传送至数据采集存储装置3中，并最终通过信号发射装置将深远海观测浮标的定位信息发送给作业平台或岸站，从而使工作人员能够及时获知深远海观测浮标的位置以将其寻回，从而减少损失。

本实施例提供的深远海观测浮标，通过在深远海观测浮标上设置经纬度定位装置2、数据采集存储装置3、电源电池4和信号发射装置来对其进行定位，从而使工作人员能够及时寻回被破坏后的深远海观测浮标，降低了深远海观测浮标被人为破坏后的损失。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例提供的深远海观测浮标中，密封筒1与不锈钢法兰固定环10配合形成双沉头连接孔5，穿过双沉头连接孔5的螺栓6通过与螺母7配合将经纬度定位装置2、数据采集存储装置3、电源电池4和信号发射装置密封于密封筒1内，如图3所示。双沉头连接孔5能够使得螺栓6的头部和旋紧在螺栓6上的螺母7分别位于两个沉头内，从而避免违法人员使用常规拆卸工具直接对螺栓6或螺母7进行操作，与螺栓6头部的特定结构配合以起到防盗的作用。具体的，此种连接孔以及与其配合的特定结构（多边形凹槽）的螺栓6还分别应用于深远海观测浮标的主舱盖、分舱盖、电瓶舱舱盖、上支架安装位置和尾管安装位置上。

优选的，本实施例提供的深远海观测浮标中，还包括设置在深远海观测浮标主舱内的AIS（英文Automatic Identification System的缩写，船舶自动识别系统）接收器，AIS接收器连接于深远海观测浮标的主监测系统内，在主监测系统的控制下进行工作。考虑到深远海观测浮标布放的位置已经远离陆地，而且浮标体积和重量都较大（直径3米以上，重量1.7吨以上，高度4米以上），能前往深远海观测浮标锚定点，进行盗窃破坏的船只，一般都在300吨级以上。按照国际海事规定，300吨级以上的近海及远洋船舶一般都必须安装AIS主动发射系统。所以，在深远海观测浮标上安装一个AIS信号的被动接收器即AIS接收器，就可以在涉嫌盗窃破坏的船舶靠近深远海观测浮标100米内时，AIS接收器就能够捕获由船舶自动发出的AIS广播信息，通过深远海观测浮标主监测系统中的数据采集、发射终端，向岸站或作业平台报警。

进一步的，本实施例提供的深远海观测浮标中，还包括设置在深远海观测浮标主舱内的光线传感器，光线传感器连接于深远海观测浮标的主监测系统内，在主监测系统的控制下进行工作。在深远海观测浮标主舱盖封闭后，舱内光线近乎为零，也就是完全黑暗的状态。所以，只要在舱盖下方，安装一个光线传感器，一旦主舱盖被人为开启，光线传感器监测到明显的光线强度变化，即可将该信号通过深远海观测浮标内的原有的数据采集和发射终端，向岸站或作业平台报警。

如图3所示，密封筒1通过螺栓6依次与丁腈橡胶水密胶垫8、合成尼龙盖板9、不锈钢法兰固定环10固定以实现密封。密封筒1优选采用牌号为316的不锈钢或CCS（英文China Classification Society的简称，中国船级社，中国唯一从事船舶入级检验业务的专业机构）规定的B级及以上船用钢为材料的密封筒。其作为GPS数据采集和发射的容纳舱室。丁腈橡胶水密胶垫8作为密封筒1的密封组件部分，保证隔水防潮。合成尼龙盖板9，一方面可作为牢固的密封组件，另一方面能够保证GPS信号采集和铱星信号发射的正常运行（信号不会被屏蔽，如果使用金属盖板，信号就会被屏蔽）。不锈钢法兰固定环10，为镂空的圆环，一方面能固定住尼龙盖板，保证安装筒体的牢固性和水密性，另一方面也是避免对GPS和铱星信号造成屏蔽。具体的，同一个双沉头连接孔5的其中一个沉头设置在密封筒1壁上，另一个沉头设置在不锈钢法兰固定环10上。

优选的，如图4所示，螺栓6头部用于与旋紧工具配合的插槽11为多边形凹槽，且多边形凹槽的每个边均为向靠近多边形凹槽的中心凸起的弧形边。此螺栓结构与上述双沉头连接孔5配合，螺栓的头部和与螺栓拧紧的螺母均位于沉头内，使得紧固连接的螺栓6只能通过特制的专用拆卸工具（例如螺丝刀）才能开启，螺丝刀插入螺栓6插槽11中的插头结构与插槽11的结构相匹配，这样才能卡紧螺栓6进而顺利实现螺旋的旋拧操作，而使用常规的“一”字或“十”字螺丝刀则无法与多边形凹槽卡紧，违法人员无法将螺栓6从双沉头连接孔5中拆卸，从而无法进行盗窃、破坏操作，进而起到防盗作用。

为了使技术方案更加完善，本实施例中，经纬度定位装置2包括GPS装置和GPS天线；信号发射装置包括铱星通讯装置12和铱星发射天线13；电源电池4为碱锰电池，更具体的，本实施例中的碱锰电池为碱性锌锰圆柱状1号电池。本段所述的装置均为优选装置，其中信号发射装置还可以为其他装置，例如短波通讯装置、北斗卫星导航系统的信号发射装置或海事卫星的信号发射装置，但是其均存在地域或距离的限制，所以本实施例中的信号发射装置优选采用铱星通讯装置12和铱星发射天线13。

具体的，密封筒1内的装置为能独立采集及发射GPS（英文GlobalPositioning System的缩写，全球定位系统）数据的装置，同时确保在海洋特殊环境下的防水、防潮，并能满足长时间供电需求。在深远海观测浮标的隐蔽位置，安装包括密封筒1及其内部的经纬度定位装置2、数据采集存储装置3、电源电池4和信号发射装置的追踪定位系统，其主要使用一块GPS模块（附带GPS天线）实时采集经纬度信息，再通过数据采集发射终端（数据采集存储装置3、铱星通讯装置12和铱星发射天线13），根据用户需求，按时段向岸站或作业平台发送深远海观测浮标的定位信号，该系统使用独立干电池电源，装置体积较小，能耗也很小。系统外部的安装保护壳（密封筒1），密封良好、隐蔽且坚固，能确保该系统不被发现且难以破坏。从而保证当海洋浮标遭到人为破坏（盗窃）后，仍能通过此追踪定位系统向岸站或作业平台遥传深远海观测浮标的经纬度信息，为日后搜寻深远海观测浮标提供地理座标信息，也为日后法律追偿提供依据。从而最大程度挽回海洋浮标设备和海洋科研数据的损失。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种海洋浮标，其特征在于，包括：

固定设置在所述海洋浮标上的密封筒（1）；

密封设置在所述密封筒（1）内且配合工作的经纬度定位装置（2）、数据采集存储装置（3）、电源电池（4）和能够向作业平台或岸站发送信号的信号发射装置。

2.根据权利要求1所述的海洋浮标，其特征在于，所述密封筒（1）上设置有双沉头连接孔（5），穿过所述双沉头连接孔（5）的螺栓（6）通过与螺母（7）配合将所述经纬度定位装置（2）、数据采集存储装置（3）、电源电池（4）和信号发射装置密封于所述密封筒（1）内。

3.根据权利要求1所述的海洋浮标，其特征在于，还包括设置在所述海洋浮标主舱内的AIS接收器，所述AIS接收器连接于所述海洋浮标的主监测系统内。

4.根据权利要求1所述的海洋浮标，其特征在于，还包括设置在所述海洋浮标主舱内的光线传感器，所述光线传感器连接于所述海洋浮标的主监测系统内。

5.根据权利要求1所述的海洋浮标，其特征在于，所述密封筒（1）通过所述螺栓（6）依次与丁腈橡胶水密胶垫（8）、合成尼龙盖板（9）、不锈钢法兰固定环（10）固定实现密封。

6.根据权利要求2所述的海洋浮标，其特征在于，所述螺栓（6）头部用于与旋紧工具配合的插槽（11）为多边形凹槽，且所述多边形凹槽的每个边均为向靠近所述多边形凹槽的中心凸起的弧形边。

7.根据权利要求1所述的海洋浮标，其特征在于，所述密封筒（1）为不锈钢密封筒或船用钢密封筒。

8.根据权利要求1所述的海洋浮标，其特征在于，所述经纬度定位装置（2）包括GPS采集装置及天线。

9.根据权利要求1所述的海洋浮标，其特征在于，所述信号发射装置包括铱星通讯装置（12）和铱星发射天线（13）。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的海洋浮标，其特征在于，所述电源电池（4）为碱锰电池。