CN106705943A - 一种导管架式水文观测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导管架式水文观测装置，所述观测装置包括通过支撑架支撑在海面处的导管架，所述支撑架的顶部装有具有内腔的安装盒；所述安装盒内装有电池、数据采集器和存储器；所述安装盒上的顶部装有风速计和风向仪；所述安装盒内或导管架上通过连接元件连接有浮标和水位计，该浮标和水位计设置在海平面处；所述电池为所述数据采集器、存储器、风速计、风向仪和水位计供电；所述数据采集器用于将风速计、风向仪和水位计监测到的数据实时存储在所述存储器内。本发明结构简单，使用便捷高效，可以有效地减少海上作业时间和作业量。

Description

一种导管架式水文观测装置

技术领域

本发明涉及一种导管架式水文观测装置，属于海洋水文观测领域。

背景技术

海洋水文观测是为了解海洋水文要素分布状况和变化规律进行的观测，一般包括：水深、水位、海流、波浪、水温、盐度、温度、气压等观测，观测方式有大面观测、连续观测、断面观测等。在进行水位、水温、风速、风向观测时，需进行连续观测，在调查海区布设若干观测点，各观测点上进行一个月以上的连续观测。

水位观测是实时测量大海的潮高，水温实时测量海水的温度，风速、风向观测分别是实时测量海面上的风速大小、风向。风速、风向和水位、水温的观测同时进行。

传统方法是船舶逐个到达观测点，依次扔下水温观测设备，并观测水位、风速、风向，各要素独自观测和分析，待观测时间满足要求后，逐个捞回设备，不仅费时费力，测量时间不能保证同时进行，观测数据需合并整理，非常繁琐。

发明内容

本发明旨在提供一种导管架式水文观测装置，该观测装置的结构简单，使用便捷高效，可以有效地减少海上作业时间和作业量。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种导管架式水文观测装置，包括通过支撑架支撑在海面处的导管架，其特征在于，所述支撑架的顶部装有具有内腔的安装盒；所述安装盒内装有电池、数据采集器和存储器；

所述安装盒上的顶部装有风速计和风向仪；

所述安装盒内或导管架上通过连接元件连接有浮标和水位计，该浮标和水位计设置在海平面处；

所述电池为所述数据采集器、存储器、风速计、风向仪和水位计供电；

所述数据采集器用于将风速计、风向仪和水位计监测到的数据实时存储在所述存储器内。

由此，本发明的导管架式水文观测仪可以完全独立自动运行，电池为所述数据采集器、存储器、风速计、风向仪和水位计供电，数据采集器用于将、风速计、风向仪和水位计监测到的数据实时存储在所述存储器内，操作人员定时或不定时取走即可，极大地减少了海上作业时间和作业量。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述支撑架包括底部固定在海底的高桩，该高桩的顶部装有所述导管架，所述安装盒固定在导管架的顶部。

为了提高观测装置的稳定性，所述高桩有四根，四根高桩均匀布置在正方形的四个角点处。

为了适应海洋环境，所述安装盒为钢盒，优选所述钢盒的外表面涂敷有环氧树脂型重防腐涂料层。

优选地，所述浮标采用超高分子量聚乙烯材料制成。所述超高分子量聚乙烯材料是指分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。

优选地，所述水位计与浮标之间通过聚氨酯胶粘结相连。

为了方便实时将风速计、风向仪和水位计监测的数据实时传送给接收中心，所述安装盒顶部设置无线电发射器，该无线电发射器用于将风速计、风向仪和水位计监测到的数据传送给接收中心。接收中心一般设置在岸上或船上。

所述安装盒顶部装有航标灯，该航标灯由电池供电。优选所述航标灯安装在无线电发射器的顶部。

所述无线电发射器的顶部装有航标灯，该航标灯和无线电发射器均由电池供电。

为了给电池提供源源不断的电力，所述安装盒的外表面装有太阳能电池板，该太阳能电池板通过光伏充电控制器与电池相连。

藉由上述结构，所述水位计位于海面上，通过浮标和锚链连着钢盒，水温计位于海面以下的导管架杆件上，风速计、风向仪均位于钢盒上。导管架上端连着钢盒，钢盒顶上设置无线电发射器和航标灯，钢盒内部上并排放有电池、数据采集器、存储器，钢管桩结构上部为导管架，下部深入海底。

优选地，所述钢盒顶上设置无线电发射器和航标灯，所述钢盒内的电池分别与水位计、水温计、风速计、风向仪、无线电发射器、航标灯、数据采集器和存储器电连接。

本发明由导管架连接水温计、钢盒、钢管桩，钢盒连接水位计，设备结构相连形成整体，钢管桩通过打桩船施打固定在海底，整个结构以钢管桩基础为支撑固定在海上。

为适应海水环境，所述钢盒和导管架采用不锈钢合金材料，风速计、风向仪采用低合金钢材料，浮标采用超高分子量聚乙烯材料，钢管桩为大直径薄壁结构的高强度钢，钢盒、导管架、风速计、风向仪和钢管桩外涂环氧树脂型重防腐涂料。

优选地，水位计与浮标之间通过聚氨酯胶粘结，浮标与钢盒之间通过锚链连接，钢盒和导管架杆件之间焊接，导管架杆件与钢管桩通过灌浆或焊接连接。

优选地，所述风速计、风向仪的观测时段与水位计、水温计同时进行。所述水位计、水温计、风速计、风向仪获知的数据实时传到数据采集器，数据采集器收集的数据一是通过数据线传到存储器保存，二是通过无线电发射器传到船上或岸上接收中心。

本发明针对不同的海域、水深、底质、观测要素，提出符合现场实际的操作设备和结构，解决了当前观测存在的重复、不足甚至空白，使从业者在观测之前就知晓用途和方法，从而使得水文观测形成纲领性、标准化的工作，更智能、便捷、先进。

本发明可以推动水位水温风速风向观测的便捷高效运用，使水位水温风速风向的同步观测变得智能化，提高海洋水文观测领域的自动化、科技化水平，促进海洋水文观测行业的产业革新和技术革命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，使用便捷高效，避免了水位水温风速风向各自观测，各要素观测同步进行，减少海上作业时间和作业量，同时观测数据统一在存储器，简化了后期数据分析工作量，提高了水位水温风速风向的观测效率和技术水平，促进了水位水温风速风向观测的智能化应用，有利于推动海洋水文观测行业的高端化发展。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图；

图2为图1的结构俯视图；

图3为所述实施例上部部件的结构示意图。

在图中：

1-钢管桩；2-导管架；3-风速计；4-风向仪；5,6-电池；7-数据采集器；8-存储器；9-无线电发射器；10-航标灯；11-浮标；12-水位计；13-钢盒；14-水温计。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种导管架式水文观测装置，如图1-3所示，包括水位计12、水温计14、风速计3、风向仪4、钢盒13、导管架2、钢管桩1，其结构特点是，所述水位计12位于海面上，通过浮标11和锚链连着钢盒13，水温计14位于海面以下的导管架2杆件上，风速计3、风向仪4均位于钢盒13上。导管架2上端连着钢盒13，钢盒13顶上设置无线电发射器9和航标灯10，钢盒13内部上并排放有电池5,6、数据采集器7、存储器8，钢管桩1结构上部为导管架2，下部深入海底。

如图1所示，所述钢盒13和导管架2采用不锈钢合金材料，风速计3、风向仪4采用低合金钢材料，浮标11采用超高分子量聚乙烯材料，钢盒13、导管架2、风速计3、风向仪4均外涂有环氧树脂型重防腐涂料层。

如图1所示，所述水位计12与浮标11之间通过聚氨酯胶粘结，浮标11与钢盒13之间通过锚链连接，钢盒13和导管架2杆件之间焊接，导管架2杆件与钢管桩1通过灌浆或焊接连接。钢管桩1为大直径薄壁结构的高强度钢，外涂环氧树脂型重防腐涂料，通过打桩船施打固定在海底，整个结构以钢管桩1基础为支撑固定在海上。

所述电池5,6分别与水位计12、水温计14、风速计3、风向仪4、无线电发射器9、航标灯10、数据采集器7和存储器8电连接。

所述风速计3、风向仪4的观测时段与水位计12、水温计14同时进行。所述风速计3、风向仪4、水位计12、水温计14与数据采集器7采用光纤通信，风速计3、风向仪4、水位计12、水温计14获知的数据实时传到数据采集器7，数据采集器7收集的数据一是通过数据线传到存储器8保存，二是通过无线电发射器9传到船上或岸上接收中心。

如图2所示，所述导管架包括四根钢管桩、四根支管和一根主管。

本发明可以推动水位水温风速风向的便捷高效运用，提高海洋水文观测领域的智能化、科技化水平，促进海洋水文观测行业的产业革新和技术革命，实现海洋水文观测行业的高端化发展。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种导管架式水文观测装置，包括通过支撑架支撑在海面处的导管架（2），其特征在于，所述支撑架的顶部装有具有内腔的安装盒；所述安装盒内装有电池（5,6）、数据采集器（7）和存储器（8）；

所述安装盒上的顶部装有风速计（3）和风向仪（4）；

所述安装盒内或导管架（2）上通过连接元件连接有浮标（11）和水位计（12），该浮标（11）和水位计（12）设置在海平面处；

所述电池（5,6）为所述数据采集器（7）、存储器（8）、风速计（3）、风向仪（4）和水位计（12）供电；

所述数据采集器（7）用于将风速计（3）、风向仪（4）和水位计（12）监测到的数据实时存储在所述存储器（8）内。

2.根据权利要求1所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述支撑架包括底部固定在海底的高桩，该高桩的顶部装有所述导管架（2），所述安装盒固定在导管架（2）的顶部。

3.根据权利要求1所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述高桩有四根，四根高桩均匀布置在正方形的四个角点处。

4.根据权利要求1所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述安装盒为钢盒（13），优选所述钢盒（13）的外表面涂敷有环氧树脂型重防腐涂料层。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述浮标（11）采用超高分子量聚乙烯材料制成。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述水位计（12）与浮标（11）之间通过聚氨酯胶粘结相连。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述安装盒顶部设置无线电发射器（9），该无线电发射器（9）用于将风速计（3）、风向仪（4）和水位计（12）监测到的数据传送给接收中心。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述安装盒顶部装有航标灯（10），该航标灯（10）由电池（5,6）供电。

9.根据权利要求8所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述无线电发射器（9）的顶部装有航标灯（10），该航标灯（10）和无线电发射器（9）均由电池（5,6）供电。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的导管架式水文观测仪，其特征在于，所述安装盒的外表面装有太阳能电池板，该太阳能电池板通过光伏充电控制器与电池（5,6）相连。