CN105444742B - 基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置及其观测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海洋观测领域，具体地说是一种基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置及其观测方法，观测装置包括锚泊浮标及观测单元，锚泊浮标包括浮于海面上的浮标体、沉于海底的重力锚及连接于浮标体及重力锚之间的浮标锚链，浮标锚链上均布有多个由上至下设置的观测单元；观测单元包括锚链夹具、传感器放置笼及传感器设备，锚链夹具夹持在浮标锚链上，传感器放置笼与锚链夹具固接，在传感器放置笼内安装有传感器设备，通过各观测单元中的传感器设备实现海洋要素垂直剖面的观测；传感器设备定时启动自行观测并存储观测数据，定期取下观测设备读取数据，实现海洋要素垂直剖面的长期观测。本发明具有制作简单、成本低、工作稳定、安全性高等优点。
Description
技术领域
本发明属于海洋观测领域，具体地说是一种基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置及其观测方法。
背景技术
观测技术是促进海洋科学逐渐走向成熟的关键因素之一，海洋科学从物理、生物到地质，从海气交换到大洋剖面水体，观测尺度和范围跨越时间和空间几十个数量级。目前随着观测技术的发展，海洋科学发展所依赖的海洋数据获取方式正在从“考察”向“观测”转变，而且海洋环境监测己进入从空间、沿岸、水面及水下对海洋环境进行全方位、全天候立体监测的时代。然而,目前我国大部分的海洋环境监测技术仍然依靠船舶观测和台站观测技术周期性的采集海洋表层或有限的一些水层的要素数据,对于海洋次表层以及深层水下的资料十分稀缺。随着人们对海洋科学认知需求的提升,仅仅依靠表层或有限水层的要素数据,难以对我国广阔海域的物理、生物、化学环境等多方面状况进行深入了解,无法满足全方位的立体监测要求,不能适应我国海洋经济发展的需要。
有效获取、连续监测我国近岸浅海区域不同深度的剖面海洋参数，在预报和减灾上可以为海洋环境数值预报和灾害性海况遥测提供数据资料；在军事上可以提供海洋环境实测数据，用于声纳作用距离预报和潜艇航行航道保障；在海洋养殖中可以预报海水水体环境变化规律，控制生物最佳养殖环境。因此,在当前的经济与技术发展水平条件下,如何实现有效获取海面以下水体垂直剖面的海洋环境要素数据已成为我国海洋环境监测中关键的一环。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置及其观测方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明观测装置包括锚泊浮标及观测单元，其中锚泊浮标包括浮于海面上的浮标体、沉于海底的重力锚及连接于所述浮标体及重力锚之间的浮标锚链，该浮标锚链上均布有多个由上至下设置的所述观测单元；所述观测单元包括锚链夹具、传感器放置笼及传感器设备，该锚链夹具夹持在所述浮标锚链上，所述传感器放置笼与锚链夹具固接，在该传感器放置笼内安装有传感器设备，通过各所述观测单元中的传感器设备实现海洋要素垂直剖面的观测。
其中：所述观测单元还包括附件，该附件包括加强筋、吊绳及吊钩，所述加强筋连接于锚链夹具与传感器放置笼之间，所述吊绳的一端连接于传感器放置笼上，另一端设有吊挂在所述浮标锚链上的吊钩；
所述锚链夹具包括后挡板及前盖板，该后挡板与前盖板将所述浮标锚链夹在中间，并通过压紧螺丝连接、夹持固定在所述浮标锚链上；所述传感器放置笼焊接于后挡板的一端；所述后挡板及前盖板上均开有多个供压紧螺丝穿过的通孔，各所述压紧螺丝穿过后挡板上的所述通孔后、焊接在所述后挡板上；
所述传感器放置笼包括中心支管、侧支板、传感器固定夹、底板及上盖板，该中心支管的两端分别固接在上盖板及底板上，在中心支管的外围沿圆周方向均布有多个侧支板，各所述侧支板的两端分别固接在上盖板及底板，所述锚链夹具固接于侧支板上；所述中心支管上沿圆周方向安装有多个固定所述传感器设备的传感器固定夹；各所述传感器固定夹形状结构相同，包括固定半夹及活动半夹，所述固定半夹固接于中心支管上，该活动半夹通过固定螺栓与固定半夹可拆卸地连接，所述传感器设备通过固定螺栓夹持在固定半夹与活动半夹围成的空间内；所述底板及上盖板上均开有供所述中心支管两端插入焊接的中心支管通孔，该中心支管通孔周围的底板及上盖板上均开有透水通孔；
本发明观测装置的观测方法为：
将所述锚泊浮标投放到指定海域，所述浮标体浮于海面，连接重力锚的浮标锚链浸在海面以下，重力锚沉于海底；由潜水员携带所述观测单元下潜到需要悬挂的浮标锚链处，调整观测单元的方向，将所述锚链夹具夹持固定在浮标锚链上，使浮标锚链上固接多个不同高度的观测单元；所述传感器设备按照事先设定程序定时启动、自行观测并存储观测数据，潜水员定期下水取下传感器设备，读取数据，实现海洋要素垂直剖面的长期观测；
所述传感器放置笼上通过吊绳拴有吊钩，在将所述锚链夹具夹持固定在浮标锚链之前，通过所述吊钩将整个观测单元吊挂在浮标锚链上；所述锚链夹具包括后挡板及前盖板，所述观测单元调整方向后，压紧螺丝的一端焊接在后挡板上，另一端卡在所述浮标锚链的档上，压上前盖板，压的时候让压紧螺丝穿过前盖板上的前盖板通孔，从前盖板外侧拧紧压紧螺丝后，实现观测单元在浮标锚链上的固定。
本发明的优点与积极效果为：
1.制作简单，成本低。本发明是基于锚泊浮标实现的，观测单元的制作相对简单，并且借助潜水员的绑缚固定方式和后期的回收难度小，易实现，成本低。
2.工作稳定，安全性高。本发明将传感器设备完全放置在一个与海水完全开放的传感器放置笼内，传感器设备既受到完全的保护、不会被锚链磨损，又能够准确地观测所处位置的海洋要素。
3.获取海洋立体观测要素。由于本发明是在浮标锚链上分层敷设多个观测单元，实现了定点海洋要素的长期立体观测。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中观测单元的结构主视图；
图3为图1中观测单元去掉上盖板后的结构俯视图；
图4为图2中上盖板、底板的结构示意图；
图5为图2中后挡板的结构示意图；
图6为图2中前盖板的结构示意图；
图7为图3中传感器固定夹的结构示意图；
其中：1为锚泊浮标，11为浮标体，12为浮标锚链，13为重力锚，2为观测单元，21为锚链夹具，211为后挡板，2111为后挡板通孔，212为前盖板，2121为前盖板通孔，213为压紧螺丝，22为附件，221为加强筋，222为吊绳，223为吊钩，23为传感器放置笼，231为中心支管，232为侧支板，233为传感器固定夹，2331为固定半夹，2332为活动半夹，2333为固定螺栓，234为底板，2341为通孔，2342为中心支管通孔，235为上盖板，24为传感器设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明的观测装置包括锚泊浮标1及观测单元2，其中锚泊浮标1包括浮于海面上的浮标体11、沉于海底的重力锚13及连接于浮标体11及重力锚13之间的浮标锚链12，该浮标锚链12上均布有多个由上至下设置的观测单元2。
如图2、图3所示，观测单元2包括锚链夹具21、附件22、传感器放置笼23及传感器设备24，锚链夹具21包括后挡板211、前盖板212及压紧螺丝213，如图5所示，本实施例的后挡板211为长方形板，在后挡板211上开有多个(本实施例为四个)供压紧螺丝213穿过的后挡板通孔2111；如图6所示，本实施例的前盖板212为正方形板，在前盖板212上开有多个(本实施例为四个)供压缩螺丝213穿过的前盖板通孔2121，该前盖板通孔2121与后挡板通孔2111数量相同。压紧螺丝213穿过后挡板211上的后挡板通孔2111后、焊接在后挡板211上。后挡板211与前盖板212将浮标锚链12夹在中间，并通过压紧螺丝213连接、夹持固定在浮标锚链12上。
传感器放置笼23焊接于后挡板211的一端。传感器放置笼23包括中心支管231、侧支板232、传感器固定夹233、底板234及上盖板235，如图4所示，本实施例的底板234及上盖板235形状相同，均为圆形板，在底板234及上盖板235上均开有供中心支管231两端插入焊接的中心支管通孔2342，该中心支管通孔2342周围的底板234及上盖板235上均开有多个(本实施例为三个)透水通孔2341。中心支管231的两端分别插入上盖板235及底板234上的中心支管通孔2342中、分别与上盖板235及底板234焊接；在中心支管231的外围沿圆周方向均布有多个侧支板232，各侧支板232的两端分别焊接在上盖板235及底板234上。
中心支管231上沿圆周方向焊接有多个(本实施例为三个)固定传感器设备24的传感器固定夹233。如图7所示，各述传感器固定夹233形状结构相同，包括固定半夹2331及活动半夹2332，固定半夹2331及活动半夹2332中间均为圆弧状，圆弧的两端向外延伸、形成用于固定螺栓2333连接的延伸部；固定半夹2331焊接于中心支管231上，活动半夹2332通过固定螺栓2333与固定半夹2331可拆卸地连接，传感器设备24通过固定螺栓2333夹持在固定半夹2331与活动半夹2332围成的空间内。本实施例的传感器设备24包括分别夹持固定在三个传感器固定夹233的自容式温盐仪、自容式温深仪及自容式浊度叶绿素仪，自容式温盐仪为市购产品，购置于日本ALEC公司，型号为A7CT-USB；自容式温深仪为市购产品，购置于日本ALEC公司，型号为ATD-HG；自容式浊度叶绿素仪为市购产品，购置于日本ALEC公司，型号为ACLW-USB。
附件22包括加强筋221、吊绳222及吊钩223，后挡板211的一端焊接在侧支板232上，加强筋221焊接于后挡板211与侧支板232之间，予以加固；吊绳222的一端拴在传感器放置笼23上，另一端拴在吊钩223上，吊钩223吊挂在浮标锚链12上。
本发明观测装置中的锚泊浮标1为现有技术。
本发明观测装置的观测方法为：
将锚泊浮标1投放到指定海域，浮标体11浮于海面，连接重力锚13的浮标锚链12浸在海面以下，重力锚13沉于海底。由潜水员携带观测单元2下潜到需要悬挂的浮标锚链12处，通过吊钩223将整个观测单元2吊挂在浮标锚链12上，然后调整观测单元2的方向，压紧螺丝213的一端焊接在后挡板211上，另一端卡在浮标锚链12的档上，压上前盖板212，压的时候让压紧螺丝213穿过前盖板212上的前盖板通孔2121，从前盖板212外侧拧紧压紧螺丝213后，实现观测单元2在浮标锚链12上的固定。传感器设备24按照事先设定程序定时启动、自行观测并存储观测数据，潜水员定期下水取下传感器设备24，读取数据，实现海洋要素垂直剖面的长期观测。
Claims (8)
1.一种基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置，其特征在于：包括锚泊浮标(1)及观测单元(2)，其中锚泊浮标(1)包括浮于海面上的浮标体(11)、沉于海底的重力锚(13)及连接于所述浮标体(11)及重力锚(13)之间的浮标锚链(12)，该浮标锚链(12)上均布有多个由上至下设置的所述观测单元(2)；所述观测单元(2)包括锚链夹具(21)、传感器放置笼(23)及传感器设备(24)，该锚链夹具(21)夹持在所述浮标锚链(12)上，所述传感器放置笼(23)与锚链夹具(21)固接，在该传感器放置笼(23)内安装有传感器设备(24)，通过各所述观测单元(2)中的传感器设备(24)实现海洋要素垂直剖面的观测；
所述观测单元(2)还包括附件(22)，该附件(22)包括加强筋(221)、吊绳(222)及吊钩(223)，所述加强筋(221)连接于锚链夹具(21)与传感器放置笼(23)之间，所述吊绳(222)的一端连接于传感器放置笼(23)上，另一端设有吊挂在所述浮标锚链(12)上的吊钩(223)。
2.按权利要求1所述基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置，其特征在于：所述锚链夹具(21)包括后挡板(211)及前盖板(212)，该后挡板(211)与前盖板(212)将所述浮标锚链(12)夹在中间，并通过压紧螺丝(213)连接、夹持固定在所述浮标锚链(12)上；所述传感器放置笼(23)焊接于后挡板(211)的一端。
3.按权利要求2所述基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置，其特征在于：所述后挡板(211)及前盖板(212)上均开有多个供压紧螺丝(213)穿过的通孔，各所述压紧螺丝(213)穿过后挡板(211)上的所述通孔后、焊接在所述后挡板(211)上。
4.按权利要求1所述基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置，其特征在于：所述传感器放置笼(23)包括中心支管(231)、侧支板(232)、传感器固定夹(233)、底板(234)及上盖板(235)，该中心支管(231)的两端分别固接在上盖板(235)及底板(234)上，在中心支管(231)的外围沿圆周方向均布有多个侧支板(232)，各所述侧支板(232)的两端分别固接在上盖板(235)及底板(234)，所述锚链夹具(21)固接于侧支板(232)上；所述中心支管(231)上沿圆周方向安装有多个固定所述传感器设备(24)的传感器固定夹(233)。
5.按权利要求4所述基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置，其特征在于：各所述传感器固定夹(233)形状结构相同，包括固定半夹(2331)及活动半夹(2332)，所述固定半夹(2331)固接于中心支管(231)上，该活动半夹(2332)通过固定螺栓(2333)与固定半夹(2331)可拆卸地连接，所述传感器设备(24)通过固定螺栓(2333)夹持在固定半夹(2331)与活动半夹(2332)围成的空间内。
6.按权利要求4所述基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置，其特征在于：所述底板(234)及上盖板(235)上均开有供所述中心支管(231)两端插入焊接的中心支管通孔(2342)，该中心支管通孔(2342)周围的底板(234)及上盖板(235)上均开有透水通孔(2341)。
7.一种按权利要求1所述基于浮标锚链的海洋要素垂直剖面观测装置的观测方法，其特征在于：将所述锚泊浮标(1)投放到指定海域，所述浮标体(11)浮于海面，连接重力锚(13)的浮标锚链(12)浸在海面以下，重力锚(13)沉于海底；由潜水员携带所述观测单元(2)下潜到需要悬挂的浮标锚链(12)处，调整观测单元(2)的方向，将所述锚链夹具(21)夹持固定在浮标锚链(12)上，使浮标锚链(12)上固接多个不同高度的观测单元(2)；所述传感器设备(24)按照事先设定程序定时启动、自行观测并存储观测数据，潜水员定期下水取下传感器设备(24)，读取数据，实现海洋要素垂直剖面的长期观测；
所述传感器放置笼(23)上通过吊绳(222)拴有吊钩(223)，在将所述锚链夹具(21)夹持固定在浮标锚链(12)之前，通过所述吊钩(223)将整个观测单元(2)吊挂在浮标锚链(12)上。
8.按权利要求7所述的观测方法，其特征在于：所述锚链夹具(21)包括后挡板(211)及前盖板(212)，所述观测单元(12)调整方向后，压紧螺丝(213)的一端焊接在后挡板(211)上，另一端卡在所述浮标锚链(12)的档上，压上前盖板(212)，压的时候让压紧螺丝(213)穿过前盖板(212)上的前盖板通孔(2121)，从前盖板(212)外侧拧紧压紧螺丝(213)后，实现观测单元(2)在浮标锚链(12)上的固定。
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