CN107179071A - 一种用于海洋观测的潜标 - Google Patents

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许大志
白毅平
张娟
梁昌霞
俞胜宾
綦梦楠
王磊
胡金磊
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Abstract

本发明公开了一种用于海洋观测的潜标，包括竖向布置的缆绳，以及设置在缆绳上部的第一温盐链、第二温盐链、第一微尺度定点湍流计、第二微尺度定点湍流计、主浮体和座体；所述座体设置在缆绳的顶端，座体上架设有多个作为供电电源的太阳能电池片；所述第一温盐链和第二温盐链均包括温度仪、温深仪和温盐深仪，主浮体上安装有多普勒流速剖面仪，缆绳中部设置有往复式微尺度湍流剖面仪，下部设置有高精度温盐深仪和单点式海流计；所述主浮体侧壁上设置有多个用于转存观测数据的卫星通讯浮标，卫星通讯浮标通过定时释放装置连接主浮体；该用于海洋观测的潜标能够实现了在潜标回收之前就能够定期获得观测数据，实用性强。

Description

一种用于海洋观测的潜标
技术领域
本发明涉及海洋观测设备技术领域，具体是一种用于海洋观测的潜标。
背景技术
海洋潜标系统是海洋环境观测的重要设备之一。根据潜标与水面支持设备(母船或平台)间联系方式的不同，可以大致分为两大类：一类是有缆水下观测潜标，通过电缆由母船向其提供动力，人在母船上通过电缆对其进行遥控；另一类是无缆水下观测潜标，也叫水下自主式观测潜标。
传统的有缆式海洋观测潜标系统一般由水下部分和水上机组成。水下部分一般由主浮体、探测仪器、浮子锚系系统和释放器组成。通常主浮体布放在海面下100米左右或更深的区域中；锚系系统将整个系统固定在某一选定的测点上。在主浮体与锚之间的系留绳索上，根据需要挂放多层自动观测仪器和浮子，在系留索与锚的连接处安装释放器。海洋潜标系统由工作船布放，观测仪器在水下进行长周期的自动观测并将观测数据储存。回收系统时，工作船到达原测点，水上机发送指令使释放器释放锚块，系统上浮回收。
现有的有缆式海洋观测潜标，其观测仪器电量用完后，需要将其回收，进行充电后才能继续使用，使用不方便，且耗费大量的人力，另外现有的有缆式海洋观测潜标，一般将观测数据存储在观测仪器内，待潜标回收后才能获取数据，不利于数据的定期收集。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于海洋观测的潜标，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于海洋观测的潜标，包括竖向布置的缆绳，以及设置在缆绳上部的第一温盐链、第二温盐链、第一微尺度定点湍流计、第二微尺度定点湍流计、主浮体和座体；所述座体设置在缆绳的顶端，且漂浮在海面上，座体上架设有多个作为供电电源的太阳能电池片；所述座体上安装有波浪观测仪；所述第一温盐链位于第二温盐链上方，第一温盐链和第二温盐链均包括温度仪、温深仪和温盐深仪；所述主浮体位于第一温盐链与第二温盐链之间，主浮体上安装有多普勒流速剖面仪；所述缆绳中部设置有往复式微尺度湍流剖面仪，在往复式微尺度湍流剖面仪的行程的上下两端分别设置有上限位器和下限位器；所述缆绳下部设置有多个高精度温盐深仪和多个单点式海流计；所述缆绳顶端设置有第一子浮体，缆绳中部设置有第二子浮体；所述缆绳底部设置有锚泊单元；所述主浮体侧壁上设置有多个用于转存观测数据的卫星通讯浮标，卫星通讯浮标通过定时释放装置连接主浮体，主浮体内还设置有控制定时释放装置动作的控制器。
作为本发明进一步的方案：所述太阳能电池片为多晶硅太阳能电池。
作为本发明再进一步的方案：所述座体内置有GPS定位装置。
作为本发明再进一步的方案：所述多普勒流速剖面仪共有两个，分别位于主浮体的顶端和底端。
作为本发明再进一步的方案：所述往复式微尺度湍流剖面仪上安装有温盐深仪、海流计以及观测湍流的剪切探头与快速温度探头。
作为本发明再进一步的方案：所述锚泊单元包括双并联声学释放器、锚链和重力锚，双并联声学释放器通过锚链连接至重力锚。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、该用于海洋观测的潜标能够同步获取海洋温度、盐度、密度、压力、流速、流向等宏观尺度参量以及海洋上层湍流定点数据和海洋深层湍流的剖面数据等微观尺度参量，所有获得的观测数据均转存到卫星通讯浮标内。一定时间后，控制器控制定时释放装置释放卫星通讯浮标，卫星通讯浮标浮出到水面后，通过卫星与岸站系统通信，并将观测数据传送给岸站系统，从而实现了在潜标回收之前就能够定期获得观测数据。2、该用于海洋观测的潜标，通过太阳能电池片为潜标上的其他观测仪器进行供电，从而使该潜标实现自供电，无需频繁收回潜标以进行充电，从而大大节省了人力，使用方便，所述座体内置有GPS定位装置，通过GPS定位装置，用于为潜标定位，便于人们找到该潜标。
附图说明
图1为用于海洋观测的潜标的结构示意图。
图中：1-缆绳、2-第一温盐链、3-第二温盐链、4-第一微尺度定点湍流计、5-第二微尺度定点湍流计、6-主浮体、7-多普勒流速剖面仪、8-往复式微尺度湍流剖面仪、9-上限位器、10-下限位器、11-高精度温盐深仪、12-单点式海流计、13-第一子浮体、14-第二子浮体、15-双并联声学释放器、16-锚链、17-重力锚、18-座体、19-太阳能电池片、20-GPS定位装置、21-卫星通讯浮标、22-定时释放装置、23-波浪观测仪。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种用于海洋观测的潜标，包括竖向布置的缆绳1，以及设置在缆绳1上部的第一温盐链2、第二温盐链3、第一微尺度定点湍流计4、第二微尺度定点湍流计5、主浮体6和座体18；所述座体18设置在缆绳1的顶端，且漂浮在海面上，座体18上架设有多个作为供电电源的太阳能电池片19，太阳能电池片19能够为潜标上的其他观测仪器进行供电，从而使该潜标实现自供电，无需频繁收回潜标以进行充电，从而大大节省了人力，使用方便，优选的，所述太阳能电池片19为多晶硅太阳能电池，所述座体18内置有GPS定位装置20，通过GPS定位装置20，用于为潜标定位，便于人们找到该潜标；所述座体18上安装有波浪观测仪23；
所述第一温盐链2位于第二温盐链3上方，第一温盐链2和第二温盐链3均集成有温度仪、温深仪和温盐深仪，用于观测表层至水下1000m剖面的温盐变化，第一微尺度定点湍流计4和第二微尺度定点湍流计5用于海洋上层微尺度湍流定点观测；所述主浮体6位于第一温盐链2与第二温盐链3之间，主浮体6上安装有多普勒流速剖面仪7，优选的，所述多普勒流速剖面仪7共有两个，分别位于主浮体6的顶端和底端，位于主浮体6顶端的多普勒流速剖面仪7用于观测主浮体6向上500m的流场，位于主浮体6底端的多普勒流速剖面仪7用于观测主浮体6向下500m的流场；所述缆绳1中部设置有往复式微尺度湍流剖面仪8，在往复式微尺度湍流剖面仪8的行程的上下两端分别设置有上限位器9和下限位器10，其中上限位器9位于水深约1000m处，下限位器10位于水深约2500m处，往复式微尺度湍流剖面仪8上安装有温盐深仪、海流计以及观测湍流的剪切探头与快速温度探头等，往复式微尺度湍流剖面仪8在水深1000m到2500m范围内，沿着缆绳1做上下往复运动，实现对海洋温度、盐度、密度、压力、三维流速和微尺度湍流测量；所述缆绳1下部设置有多个高精度温盐深仪11和多个单点式海流计12，高精度温盐深仪11机单点式海流计12分布在水深2500m到黑底处，以实现深海温度、盐度及流速的测量；所述缆绳1顶端设置有第一子浮体13，缆绳1中部设置有第二子浮体14，第一子浮体13和第二子浮体14能够根据需要为潜标提供净浮力；
所述缆绳1底部设置有锚泊单元，所述锚泊单元包括双并联声学释放器15、锚链16和重力锚17，双并联声学释放器15通过锚链16连接至重力锚17，重力锚17位于潜标的最低端，为整个潜标提供系留重力；所述主浮体6侧壁上设置有多个用于转存观测数据的卫星通讯浮标21，卫星通讯浮标21通过定时释放装置22连接主浮体6，主浮体6内还设置有控制定时释放装置22动作的控制器，一定时间后，控制器控制定时释放装置22释放卫星通讯浮标21，卫星通讯浮标21浮出到水面后，通过卫星与岸站系统通信，并将观测数据和GPS定位信息传送给岸站系统，卫星通讯浮标21与岸站系统之间具体的通讯模式在此不加限制，可以采用北斗系统、国际海事卫星、ARGOS系统或者在近岸处选择手机信号通讯等，卫星通讯浮标21在回收后可以重复使用。
所述用于海洋观测的潜标能够同步获取海洋温度、盐度、密度、压力、流速、流向等宏观尺度参量以及海洋上层湍流定点数据和海洋深层湍流的剖面数据等微观尺度参量，所有获得的观测数据均转存到卫星通讯浮标21内。一定时间后，控制器控制定时释放装置22释放卫星通讯浮标21，卫星通讯浮标21浮出到水面后，通过卫星与岸站系统通信，并将观测数据和GPS定位信息传送给岸站系统。从而实现了在潜标回收之前就能够定期获得观测数据。所述用于海洋观测的潜标，通过太阳能电池片19为潜标上的其他观测仪器进行供电，从而使该潜标实现自供电，无需频繁收回潜标以进行充电，从而大大节省了人力，使用方便，所述座体18内置有GPS定位装置20，通过GPS定位装置20，用于为潜标定位，便于人们找到该潜标。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种用于海洋观测的潜标，其特征在于，包括竖向布置的缆绳(1)，以及设置在缆绳(1)上部的第一温盐链(2)、第二温盐链(3)、第一微尺度定点湍流计(4)、第二微尺度定点湍流计(5)、主浮体(6)和座体(18)；所述座体(18)设置在缆绳(1)的顶端，且漂浮在海面上，座体(18)上架设有多个作为供电电源的太阳能电池片(19)；所述座体(18)上安装有波浪观测仪(23)；所述第一温盐链(2)位于第二温盐链(3)上方，第一温盐链(2)和第二温盐链(3)均包括温度仪、温深仪和温盐深仪；所述主浮体(6)位于第一温盐链(2)与第二温盐链(3)之间，主浮体(6)上安装有多普勒流速剖面仪(7)；所述缆绳(1)中部设置有往复式微尺度湍流剖面仪(8)，在往复式微尺度湍流剖面仪(8)的行程的上下两端分别设置有上限位器(9)和下限位器(10)；所述缆绳(1)下部设置有多个高精度温盐深仪(11)和多个单点式海流计(12)；所述缆绳(1)顶端设置有第一子浮体(13)，缆绳(1)中部设置有第二子浮体(14)；所述缆绳(1)底部设置有锚泊单元；所述主浮体(6)侧壁上设置有多个用于转存观测数据的卫星通讯浮标(21)，卫星通讯浮标(21)通过定时释放装置(22)连接主浮体(6)，主浮体(6)内还设置有控制定时释放装置(22)动作的控制器。
2.根据权利要求1所述的用于海洋观测的潜标，其特征在于，所述太阳能电池片(19)为多晶硅太阳能电池。
3.根据权利要求1或2所述的用于海洋观测的潜标，其特征在于，所述座体(18)内置有GPS定位装置(20)。
4.根据权利要求3所述的用于海洋观测的潜标，其特征在于，所述多普勒流速剖面仪(7)共有两个，分别位于主浮体(6)的顶端和底端。
5.根据权利要求1或2或4所述的用于海洋观测的潜标，其特征在于，所述往复式微尺度湍流剖面仪(8)上安装有温盐深仪、海流计以及观测湍流的剪切探头与快速温度探头。
6.根据权利要求5所述的用于海洋观测的潜标，其特征在于，所述锚泊单元包括双并联声学释放器(15)、锚链(16)和重力锚(17)，双并联声学释放器(15)通过锚链(16)连接至重力锚(17)。
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