CN104691707B - 一种浮力可调的浮动水质观测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮力可调的浮动水质观测系统，由中空的浮标体和装载于中空的浮标体内部的探测仪器组成；中空的浮标体包括框架和环绕在框架外部的浮体材料；框架由上、下两组相互平行的平面架和连接两组平面架的骨架组成；平面架由外轮廓架和内支撑架构成；内支撑架由若干在同一平面内由内向外呈规则放射状的支撑条组成，其内端连接在一中空短管外壁上，外端均与外轮廓架固定连接；骨架是若干根形状相同且长度相等的杆，每根杆两端分别与上、下两组平面架的外轮廓架固定连接，且各杆之间呈等间距分布；本发明不仅结构轻巧、简便，而且形态可以根据需要而灵活多变，浮力可调，为繁重的科学考察工作带来了极大的便利。
Description
技术领域
本发明属于水文观测设备领域，涉及一种水质观测系统，具体涉及一种浮力可调的浮动水质观测系统。
背景技术
人类社会对水资源的合理利用离不开对水域和水质的科学观测。水资源中，河流、湖泊、以及近岸海域是目前比较容易被开发利用的部分，科研人员对于该类较浅水域的观测日益深入。
浮动式观测设备是水域观测中不可或缺的部分，它往往通过锚系定位浮于水面上，既可以进行自带设备的观测，又能够配合其他固定设备进行综合观测。例如，浅海环境观测专用浮标和潜标系统广泛应用于海洋水文、气象观测、港工建设、资源开发、海上运输及环境污染物质扩散等观测研究。
但是国内目前对浮动式观测设备的研究和应用偏重于制造综合性大型浮标，潜标也多是追求深度记录。而对适合较浅水域环境观测的浮标和潜标锚泊系统的研究很少。现有的浮动式观测设备通常是饼状浮标体上承载各种观测所需的传感或供电设备，这种浮动式观测设备之所以不适合较浅水域的观测，主要是因为存在体积庞大、携带运输不便、结构固定不变缺乏灵活性、安装投放复杂等等多方面的局限性。
因此，有必要研发一种更加灵活实用的锚系浮动水质观测设备，以满足河流、湖泊和近岸海域等较浅水域的水质观测需求。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种更加灵活、实用的浮动水质观测系统，以满足河流、湖泊和近岸海域等较浅水域的水质观测需求。
本发明所采用的技术方案是：一种浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：由中空的浮标体和装载于中空的浮标体内部的探测仪器组成；所述的中空的浮标体包括框架和环绕在框架外部的浮体材料；所述的框架由上、下两组相互平行的平面架和连接两组平面架的骨架组成；所述的平面架由外轮廓架和内支撑架构成；所述的内支撑架由若干在同一平面内由内向外呈规则放射状的支撑条组成，其内端连接在一中空短管外壁上，外端均与外轮廓架固定连接；所述的骨架是若干根形状相同且长度相等的杆，每根杆两端分别与上、下两组平面架的外轮廓架固定连接，且各杆之间呈等间距分布。
作为优选，所述的浮体材料由若干具有柔性或弹性且呈长条形材料组成，长度足以环绕所述的骨架一整圈。
作为优选，所述的骨架各杆之间设有若干支架，所述的支架由若干在同一平面内由内向外呈规则放射状的支撑条组成，其内端连接在一中空短管外壁上，外端分别固定连接于不同的骨架各杆上；若干支架之间相互平行设置，且每组支架内的中空短管都与所述的上下两组平面架内的中空短管处于同一垂直线上。
作为优选，所述的支架的支撑条的宽度与所述的支架内的中空短管长度相等；所述的支撑条立面上开设有若干组孔洞，所述的探测仪器通过“U”型箍结构和支撑条立面上的孔洞固定安装在所述的支架上。
作为优选，所述的骨架上均上下对称地设置有浮力材料固定卡片，用于从上下两个方向压紧固定所述的浮体材料。
作为优选，所述的固定卡片与浮体材料连接处设置有垫圈，所述的垫圈由片状刚性材料制作而成。
作为优选，所述的平面架的形状是圆形的。
作为优选，所述的浮体材料为中空可充气的材料。
作为优选，所述的探测仪器包括各类数采器、传感器和电池仓。
作为优选，所述的浮动水质观测系统通过金属长杆固定在观测处，所述的金属长杆穿过每组支架内的中空短管和上下两组平面架内的中空短管后插入水底，将所述的浮动水质观测系统固定在观测处。
作为优选，所述的浮动水质观测系统还配置有若干锚，配合所述的金属长杆将所述的浮动水质观测系统固定在观测处。
本发明的锚系浮动水质观测系统与现有的以饼状浮标体为主的浮动水质观测设备相比，不仅结构轻巧、简便，而且形态可以根据需要而灵活多变，更重要的是其具有浮力可调的优点，通过可以灵活变换的浮力材料数量，随时能够改变观测系统在水中的浮力，对于较浅水域中开展的需要在同一时间、同一位点、不同吃水深度下进行的科学观测来说非常实用，为繁重的科学考察工作带来了极大的便利。
附图说明
图1：是本发明实施例的整体结构示意图。
图2：是本发明实施例的内部结构示意图。
图3：是本发明实施例的内部结构俯视图。
图中：1-框架， 11-平面架，111-外轮廓架，112-内支撑架，12-骨架，121-支架，1211-“U”型箍结构，122-浮力材料固定卡片，2-浮体材料，21-垫圈。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1、图2和图3，本发明提供的一种浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：由中空的浮标体和装载于中空的浮标体内部的探测仪器组成；探测仪器包括各类数采器、传感器和电池仓；中空的浮标体包括框架1和环绕在框架1外部的浮体材料2；浮体材料2由若干具有柔性或弹性且呈长条形材料组成，长度足以环绕骨架12一整圈；框架1由上、下两组相互平行的平面架11和连接两组平面架11的骨架12组成；平面架11由外轮廓架111和内支撑架112构成；内支撑架112由若干在同一平面内由内向外呈规则放射状的支撑条组成，其内端连接在一中空短管外壁上，外端均与外轮廓架111固定连接；骨架12是若干根形状相同且长度相等的杆，每根杆两端分别与上、下两组平面架11的外轮廓架111固定连接，且各杆之间呈等间距分布；骨架12各杆之间设有若干支架121，支架121 由若干在同一平面内由内向外呈规则放射状的支撑条组成，其内端连接在一中空短管外壁上，外端分别固定连接于不同的骨架12各杆上；若干支架121之间相互平行设置，且每组支架121 内的中空短管都与上下两组平面架11内的中空短管处于同一垂直线上；支架121的支撑条的宽度与支架121 内的中空短管长度相等；支撑条立面上开设有若干组孔洞，探测仪器通过“U”型箍结构1211和支撑条立面上的孔洞固定安装在支架121上；骨架12上均上下对称地设置有浮力材料固定卡片122，用于从上下两个方向压紧固定浮体材料2。
本实施例中，浮力材料2与浮力材料固定卡片122之间进一步设有垫圈21，垫圈21为水平环绕在骨架12外的片状刚性材料，能够将浮力材料固定卡片122的挤压作用力均匀地传递给与其接触的浮力材料2，以避免浮力材料因固定卡片的挤压而产生的局部过度形变。
需要说明的是，本发明的框架1的平面架11的形状可以是矩形、圆形、椭圆形或多边形中的任意一种；上下两组平面架11的形状和/或大小可以相同，也可以不同；本实施例的框架1中上下两组平面架11大小相同，上下两组平面架11均为圆形。
需要说明的是，本发明的组成骨架12的杆可以是直杆或任意形状的曲杆，本实施例的杆为直杆。
需要说明的是，本发明的浮体材料2可以是现有技术中的各种具有柔性或弹性的、平均密度低于水的长条状材料；本实施例为中空可充气的材料。
需要说明的是，本发明的浮力材料固定卡片122在骨架12上的位置可调，浮力材料固定卡片122的作用是将浮力材料2从上下两个方向压紧固定，当浮力材料2的数量发生变化时，可以通过调节任意一组浮力材料固定卡片122在骨架12上的位置来再次压紧浮力材料2。
需要说明的是，本发明的浮标体的各中框架结构、固定卡片和U型箍结构等材料没有特别的限定，本领域现有的各种机械强度及抗腐蚀性能可以满足水质观测实验要求的材料均可以使用，例如不锈钢、合金、树脂等。
本发明的浮动水质观测系统使用过程为：
1)将多节钢管用连接螺柱拼接成一根下尖上粗的钢管；
2)将实施例1所述的浮动水质观测系统打横放置，在其中间插入组装后的钢管；
3)用两条麻绳绑紧钢管的两端，抓住麻绳和浮体支架，缓慢地投入水中；
4)四人分别站在两条船上，三人扶着浮动水质观测系统不动，一人用铁锤敲打钢管，使其钉入在泥中；
5)由于风浪很大，浮动水质观测系统无法用插入中间的钢管完全固定，为保险起见，用四个铁锚和绳缆从四个方向将小型浮体锚锭；
6)需要改变观测吃水深度时，通过增、减所述的浮力材料数量来改变所述浮动水质观测系统的浮力，然后调节所述的浮力材料固定卡片和垫圈的位置将浮力材料压紧。
尽管本说明书较多地使用了框架1，平面架11，外轮廓架111，内支撑架112，骨架12，支架121，“U”型箍结构1211，浮力材料固定卡片122，浮体材料2，垫圈21等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：由中空的浮标体和装载于中空的浮标体内部的探测仪器组成；所述的中空的浮标体包括框架(1)和环绕在框架(1)外部的浮体材料(2)；所述的框架(1)由上、下两组相互平行的平面架(11)和连接两组平面架(11)的骨架(12)组成；所述的平面架(11)由外轮廓架(111)和内支撑架(112)构成；所述的内支撑架(112)由若干在同一平面内由内向外呈规则放射状的支撑条组成，其内端连接在一中空短管外壁上，外端均与外轮廓架(111)固定连接；所述的骨架(12)是若干根形状相同且长度相等的杆，每根杆两端分别与上、下两组平面架(11)的外轮廓架(111)固定连接，且各杆之间呈等间距分布；
所述的骨架(12)上均上下对称地设置有浮力材料固定卡片(122)，用于从上下两个方向压紧固定所述的浮体材料(2)；
所述的固定卡片(122)与浮体材料(2)连接处设置有垫圈(21)，所述的垫圈(21)由片状刚性材料制作而成；
所述的骨架(12)各杆之间设有若干支架(121)，所述的支架(121) 由若干在同一平面内由内向外呈规则放射状的支撑条组成，其内端连接在一中空短管外壁上，外端分别固定连接于不同的骨架(12)各杆上；若干支架(121)之间相互平行设置，且每组支架(121) 内的中空短管都与所述的上下两组平面架(11)内的中空短管处于同一垂直线上；
所述的支架(121)的支撑条的宽度与所述的支架(121) 内的中空短管长度相等；所述的支撑条立面上开设有若干组孔洞，所述的探测仪器通过“U”型箍结构(1211)和支撑条立面上的孔洞固定安装在所述的支架(121)上。
2.根据权利要求1所述的浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：所述的浮体材料(2)由若干具有柔性或弹性且呈长条形材料组成，长度足以环绕所述的骨架(12)一整圈。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：所述的平面架(11)的形状是圆形的。
4.根据权利要求1-2任意一项所述的浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：所述的浮体材料(2)为中空可充气的材料。
5.根据权利要求1-2任意一项所述的浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：所述的探测仪器包括各类数采器、传感器和电池仓。
6. 根据权利要求5所述的浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：所述的浮动水质观测系统通过金属长杆固定在观测处，所述的金属长杆穿过每组支架(121) 内的中空短管和上下两组平面架(11)内的中空短管后插入水底，将所述的浮动水质观测系统固定在观测处。
7.根据权利要求6所述的浮力可调的浮动水质观测系统，其特征在于：所述的浮动水质观测系统还配置有若干锚，配合所述的金属长杆将所述的浮动水质观测系统固定在观测处。
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