CN107351976A - 海洋内波观测潜标的浮力系统及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋内波观测潜标的浮力系统及其设计方法，浮力系统设计方法包括释放单元的大浮力控制：释放单元的净浮力为该释放单元水中净重的3倍；观测单元的裕量浮力控制：观测单元的净浮力为观测单元水中净重的1.2倍；连接系统的零浮力控制：连接系统的软连接采用零浮力连接缆，硬连接处加配零浮力控制单元；主浮体的总体浮力控制：主浮体净浮力为整个浮力系统除锚固系统和主浮体外水中净重的1倍；锚固系统的重量冗余控制：锚固系统重量的定量化控制底线至少为整个浮力系统除锚固系统外空气中总重量的3倍。本发明简化了潜标浮力系统的设计程序，操作方便，减少设计缺陷、提高潜标成功率，为海洋内波观测数据的可靠性和有效性提供了保证。

Description

海洋内波观测潜标的浮力系统及其设计方法
技术领域
本发明涉及海洋内波观测技术领域，尤其涉及一种海洋内波观测潜标的浮力系统及其设计方法。
背景技术
潜标是海洋内波观测的传统方式，其浮力系统的设计至关重要，首先要保证在内波经过时观测仪器位置的稳定性，还要求做到布放顺利和回收方便。
通过浮力计算进行浮力系统设计是基本的步骤，但必须建立在对潜标观测的具体目的和生存环境有系统把握的基础上，否则计算的结果有可能产生误导，曾发生过多起依赖盲目计算而导致的潜标丢失事故；相反，只依赖粗框架的物理把握而不进行精确的计算，则会导致成本的浪费和无用功的增加，甚至也会影响到观测的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种提高潜标成功率的海洋内波观测潜标的浮力系统及其设计方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海洋内波观测潜标的浮力系统设计方法，包括：
释放单元的大浮力控制：释放单元的净浮力为该释放单元水中净重的3倍；
观测单元的裕量浮力控制：观测单元的净浮力为观测单元水中净重的1.2倍；
连接系统的零浮力控制：连接系统的软连接采用零浮力连接缆，硬连接处加配零浮力控制单元；
主浮体的总体浮力控制：主浮体净浮力为整个浮力系统除锚固系统和主浮体外水中净重的1倍；
锚固系统的重量冗余控制：锚固系统重量的定量化控制底线至少为整个浮力系统除锚固系统外空气中总重量的3倍。
优选地，在释放单元的大浮力控制中，在所述释放单元上连接浮力控制单元，使得所述释放单元的净浮力为该释放单元水中净重的3倍。
优选地，在观测单元的裕量浮力控制中，在所述观测单元上连接裕量浮力控制单元，使得所述观测单元的净浮力为观测单元水中净重的1.2倍。
优选地，在连接系统的零浮力控制中，所述零浮力控制单元连接在所述连接系统和主浮体之间。
本发明还提供一种海洋内波观测潜标的浮力系统，包括锚固系统、依次连接在所述锚固系统上的释放单元、浮力控制单元、观测单元、裕量浮力控制单元、连接系统以及主浮体；
所述浮力控制单元位于所述释放单元和观测单元之间，使得所述释放单元的净浮力为该释放单元水中净重的3倍；所述裕量浮力控制单元位于所述观测单元和连接系统之间，使得所述观测单元的净浮力为观测单元水中净重的1.2倍。
优选地，所述浮力控制单元包括多个连接的浮力单体；所述浮力单体包括水滴状浮力单体。
优选地，所述锚固系统的重量至少为整个浮力系统除锚固系统外空气中总重量的3倍。
优选地，所述锚固系统包括本体部以及连接在所述本体部上的加重部。
优选地，所述浮力系统还包括连接在所述连接系统和主浮体之间的零浮力控制单元。
优选地，所述连接系统包括软连接和硬连接，所述软连接采用零浮力连接缆，所述零浮力控制单元装配在所述硬连接处。
本发明的有益效果：将系统的物理把握和精确的数学计算相结合，进行海洋内波观测潜标的浮力系统设计，并给出足够的误差裕量，最终给出定量化的浮力控制方法。本发明实用性强、通用性高，不仅简化了潜标浮力系统的设计程序，且重点突出、操作方便，可大大减少设计缺陷、提高潜标成功率，更为海洋内波观测数据的可靠性和有效性提供了保证。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的海洋内波观测潜标的浮力系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，本发明的海洋内波观测潜标的浮力系统设计方法，包括：
释放单元6的大浮力控制：释放单元6的净浮力为该释放单元6水中净重的3倍。其中，在释放单元6的上部连接浮力控制单元1，使得释放单元的净浮力为该释放单元水中净重的3倍。为避免对释放通讯部位的遮挡，可采用组合方式，浮力控制单元1的每个浮力单体的外形以水滴状为宜。
观测单元7的裕量浮力控制：观测单元7的净浮力为观测单元7水中净重的1.2倍。其中，对各观测单元7的浮力进行分别控制，并给出合适裕量。在观测单元7上连接裕量浮力控制单元2，使得观测单元7的净浮力为观测单元7水中净重的1.2倍。
连接系统8的零浮力控制：连接系统8的软连接采用零浮力连接缆，硬连接处加配零浮力控制单元3。零浮力控制单元3连接在连接系统8和主浮体4之间。
主浮体4的总体浮力控制：主浮体4净浮力为整个浮力系统除锚固系统5和主浮体4外水中净重的1倍。通过主浮体4对整个浮力系统进行总体浮力控制，确保在其他部分浮力几乎全部丧失情况下仍能出露水面。
锚固系统5的重量冗余控制：锚固系统5重量的定量化控制底线至少为整个浮力系统除锚固系统5外空气中总重量的3倍。其中，锚固系统5用于定位在海底，锚固系统5的重量采用冗余控制，确保浮力系统不移位。
如图1所示，本发明的海洋内波观测潜标的浮力系统，可包括锚固系统5、依次连接在锚固系统5上的释放单元6、浮力控制单元1、观测单元7、裕量浮力控制单元2、连接系统8以及主浮体4。锚固系统5用于定位在海底，主浮体4可露出海面，连接系统8、裕量浮力控制单元2、观测单元7、浮力控制单元1、释放单元6则沿水深方向依次连接在主浮体4和锚固系统5之间。
其中，浮力控制单元1位于释放单元6和观测单元7之间，使得释放单元6的净浮力为该释放单元6水中净重的3倍。裕量浮力控制单元2位于观测单元7和连接系统8之间，使得观测单元7的净浮力为观测单元7水中净重的1.2倍。
作为选择，浮力控制单元1可包括多个连接的浮力单体。为避免浮力控制单元1对释放通讯部位的遮挡，多个浮力单体可采用依次连接方式组合，浮力单体包括水滴状浮力单体。
锚固系统5用于定位在海底，锚固系统5的重量采用冗余控制，确保浮力系统不移位；锚固系统5的重量至少为整个浮力系统除锚固系统外空气中总重量的3倍。通过锚固系统5的重量冗余控制，使得锚固系统5可包括本体部以及连接在本体部上的加重部；其中本体部(如图1中的阴影部分)为现有技术中锚固系统的主体，加重部为通过重量冗余控制在原有的主体上增加的部分。
进一步地，本发明的浮力系统还包括连接在连接系统8和主浮体4之间的零浮力控制单元3。
连接系统8可包括软连接和硬连接，软连接采用零浮力连接缆，零浮力控制单元3装配在硬连接处。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种海洋内波观测潜标的浮力系统设计方法，其特征在于，包括：
释放单元的大浮力控制：释放单元的净浮力为该释放单元水中净重的3倍；
观测单元的裕量浮力控制：观测单元的净浮力为观测单元水中净重的1.2倍；
连接系统的零浮力控制：连接系统的软连接采用零浮力连接缆，硬连接处加配零浮力控制单元；
主浮体的总体浮力控制：主浮体净浮力为整个浮力系统除锚固系统和主浮体外水中净重的1倍；
锚固系统的重量冗余控制：锚固系统重量的定量化控制底线至少为整个浮力系统除锚固系统外空气中总重量的3倍。
2.根据权利要求1所述的海洋内波观测潜标的浮力系统设计方法，其特征在于，在释放单元的大浮力控制中，在所述释放单元上连接浮力控制单元，使得所述释放单元的净浮力为该释放单元水中净重的3倍。
3.根据权利要求1所述的海洋内波观测潜标的浮力系统设计方法，其特征在于，在观测单元的裕量浮力控制中，在所述观测单元上连接裕量浮力控制单元，使得所述观测单元的净浮力为观测单元水中净重的1.2倍。
4.根据权利要求1所述的海洋内波观测潜标的浮力系统设计方法，其特征在于，在连接系统的零浮力控制中，所述零浮力控制单元连接在所述连接系统和主浮体之间。
5.一种海洋内波观测潜标的浮力系统，其特征在于，包括锚固系统、依次连接在所述锚固系统上的释放单元、浮力控制单元、观测单元、裕量浮力控制单元、连接系统以及主浮体；
所述浮力控制单元位于所述释放单元和观测单元之间，使得所述释放单元的净浮力为该释放单元水中净重的3倍；所述裕量浮力控制单元位于所述观测单元和连接系统之间，使得所述观测单元的净浮力为观测单元水中净重的1.2倍。
6.根据权利要求5所述的海洋内波观测潜标的浮力系统，其特征在于，所述浮力控制单元包括多个连接的浮力单体；所述浮力单体包括水滴状浮力单体。
7.根据权利要求5所述的海洋内波观测潜标的浮力系统，其特征在于，所述锚固系统的重量至少为整个浮力系统除锚固系统外空气中总重量的3倍。
8.根据权利要求7所述的海洋内波观测潜标的浮力系统，其特征在于，所述锚固系统包括本体部以及连接在所述本体部上的加重部。
9.根据权利要求5-8任一项所述的海洋内波观测潜标的浮力系统，其特征在于，所述浮力系统还包括连接在所述连接系统和主浮体之间的零浮力控制单元。
10.根据权利要求9所述的海洋内波观测潜标的浮力系统，其特征在于，所述连接系统包括软连接和硬连接，所述软连接采用零浮力连接缆，所述零浮力控制单元装配在所述硬连接处。
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