CN109556828A - 一种悬挂球体式内波监测系统 - Google Patents

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白兴宇
姜煜
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels

Abstract

本发明公开了一种悬挂球体式内波监测系统，属于海洋技术领域，是一种可悬挂在水面漂浮平台的低重量球体式内波监测装置系统。本发明包括水面漂浮平台，水密电缆和球体密封舱。球体密封舱搭载有六轴传感器、温度传感器、压力传感器、数据处理电路。球体通过水密电缆与水面漂浮平台相连。水面漂浮平台上有太阳能电池板，为球体密封舱内电路系统及传感器供电，并配有北斗通信模块，可以把传感器收集后处理的结果数据传输到岸基站。整个系统可以实现全自主内波自主预警，提高了数据的时效性，为海洋作业和海上军事行动提供了保障。

Description

一种悬挂球体式内波监测系统
技术领域
本发明涉及海洋技术领域内波监测，具体是一种可悬挂在水面漂浮平台的低重量球体式内波自主监测预报装置。
背景技术
海洋内波是发生在密度稳定层化的海水内部的一种波动，由于实际海水密度的层间变化很小，海水只要受到很小的扰动就会偏离其平衡位置而产生内波。作为一种极其普遍的海洋自然现象，海洋内波对海洋资源利用开发和海洋军事活动具有较强的威胁性和破坏性，是目前国内外海洋领域的研究热点。
目前对海洋内波还缺乏有效的探测手段。利用锚系测量系统检测内波的相关技术存在诸多问题。测量系统布放回收复杂，费效比高，受海洋环境影响显著，且无法做到监测装置自主识别内波。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述困难而提供了一种悬挂球体式内波自主监测系统，利用内波经过会产生强烈的剪切流，海水发生机械振动时球体密封舱随海水共振，由此形成的位移经过电路处理识别为内波，产生结果数据通过卫星传输到岸基系统，提高了数据的时效性，为我国海上作业和军事行动提供了保障。
本发明包括：
悬挂球体式内波监测系统由水面漂浮平台、水密电缆、球体式密封舱及岸基系统组成。
水面漂浮平台包括卫星通讯系统和供电系统，由漂浮平台壳体、北斗通信系统、太阳能电池板、电池组、电源稳压及控制模块组成。漂浮平台壳体材质为玻璃微珠，北斗通信系统和太阳能电池板安装在漂浮平台壳体上方，电池组和电源稳压及控制模块安装在漂浮平台壳体底部。电池组通过电源稳压及控制模块与漂浮平台壳体底部水密接插件相连。
漂浮平台水密接插件连接水密电缆，水密电缆另一端通过水密接插件连接球体式密封舱。
球体式密封舱包括数据处理电路系统和传感器，由密封舱舱体、数据采集及传输集成电路、数据处理与存储电路、六轴传感器、温度传感器、压力传感器组成；密封舱舱体材料为铝合金，温度传感器与压力传感器安装于密封舱舱体下表面，通过水密接口与密封舱舱体内部数据采集及传输集成电路和数据处理与存储电路相连，六轴传感器固定在密封舱舱体内部中心处；数据采集及传输集成电路和数据处理与存储电路连接水密电缆、六轴传感器。
岸基系统包括北斗通信模块、岸基信息接收软件系统及平台。
本发明的工作过程是：
布放前先测水深，根据水深确定水密电缆长度，使球体密封舱能够到达中心水深处。布放时先布放球体密封舱，然后布放水面漂浮平台。通过北斗通信系统控制系统上电，并执行开机自检，自检通过后进入工作状态，当海水发生机械振动时球体密封舱随海水共振，由此形成的位移使位于球体密封舱内部的六轴传感器产生加速度信号，连同球体密封舱上的温度传感器、压力传感器采集的信号通过数据采集与传输集成电路完成模拟信号与数字信号的转换、储存备份后传输到水面漂浮平台，由水面漂浮平台上的北斗系统传输回岸基站。
本发明的有益效果是提供了一种海洋内波监测平台，利用内波经过时海水发生机械振动，球体密封舱随海水共振，由此形成的位移经过电路处理识别为内波，产生结果数据通过卫星传输到岸基系统，提高了数据的时效性，为我国海上作业和军事行动提供了保障。
附图说明
下图1是悬挂球体式内波监测系统的结构示意图；
图中：1—水面漂浮平台 2—水密电缆 3—球体式密封舱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的悬挂球体式内波监测系统由水面漂浮平台1、水密电缆2、球体式密封舱3及岸基系统组成。水面漂浮平台1包括卫星通讯系统和供电系统，由漂浮平台壳体、北斗通信系统、太阳能电池板、电池组、电源稳压及控制模块组成。漂浮平台壳体材质为玻璃微珠，北斗通信系统和太阳能电池板安装在漂浮平台壳体上方，电池组和电源稳压及控制模块安装在漂浮平台壳体内部。电池组通过电源稳压及控制模块与漂浮平台壳体1底部水密接插件相连。
漂浮平台水密接插件连接水密电缆2，水密电缆2另一端通过水密接插件连接球体式密封舱3。
球体式密封舱3包括数据处理电路系统和传感器，由密封舱舱体、数据采集及传输集成电路、数据处理与存储电路、六轴传感器、温度传感器、压力传感器组成；密封舱舱体材料为铝合金，温度传感器与压力传感器安装于密封舱舱体下表面，通过水密接口与密封舱舱体内部数据采集及传输集成电路和数据处理与存储电路相连，六轴传感器固定在密封舱舱体内部中心处；数据采集及传输集成电路和数据处理与存储电路连接水密电缆2和六轴传感器。
岸基系统包括北斗通信模块、岸基信息接收软件系统及平台。
其系统工作过程是：
布放前先测水深，根据水深确定水密电缆长度，使球体密封舱能够到达中心水深处。布放时先布放球体密封舱，然后布放水面漂浮平台。通过北斗通信系统控制系统上电，并执行开机自检，自检通过后进入工作状态，当海水发生机械振动时球体密封舱随海水共振，由此形成的位移使位于球体密封舱内部的六轴传感器产生加速度信号，连同球体密封舱上的温度传感器、压力传感器采集的信号通过数据采集与传输集成电路完成模拟信号与数字信号的转换、储存备份后传输到水面漂浮平台，由水面漂浮平台上的北斗系统传输回岸基站。

Claims (2)

1.一种悬挂球体式内波监测系统，由水面漂浮平台（1）、水密电缆（2）、球体式密封舱（3）及岸基系统组成，其特征在于：所述水面漂浮平台（1）包括卫星通讯系统和供电系统，由漂浮平台壳体、北斗通信系统、太阳能电池板、电池组、电源稳压及控制模块组成；漂浮平台壳体材质为玻璃微珠，北斗通信系统和太阳能电池板安装在漂浮平台壳体上方，电池组和电源稳压及控制模块安装在漂浮平台壳体内部；电池组通过电源稳压及控制模块与漂浮平台壳体底部水密接插件相连；水密接插件连接水密电缆（2），水密电缆（2）另一端通过水密接插件连接球体式密封舱（3）；球体式密封舱（3）包括数据处理电路系统和传感器，由密封舱舱体数据采集及传输集成电路、数据处理与存储电路、六轴传感器、温度传感器、压力传感器组成；密封舱舱体材料为铝合金，温度传感器与压力传感器安装于密封舱舱体下表面，通过水密接口与密封舱舱体内部数据采集及传输集成电路和数据处理与存储电路相连，六轴传感器固定在密封舱舱体内部中心处；数据采集及传输集成电路和数据处理与存储电路连接水密电缆（2）、六轴传感器；岸基系统包括：北斗通信模块、岸基信息接收软件系统及平台；水面漂浮平台上供电系统负责给全系统供电，球体式密封舱传感器接收到数据传输给数据处理电路，数据处理电路将处理后的结果数据通过水密电缆传输给北斗通信系统，并由北斗通信系统将结果数据传输给岸基系统。
2.一种如权利要求1所述的悬挂球体式内波监测系统的工作方法，其特征在于：布放前先测水深，根据水深确定水密电缆长度，使球体密封舱能够到达中心水深处；布放时先布放球体密封舱，然后布放水面漂浮平台；通过北斗通信系统控制系统上电，并执行开机自检，自检通过后进入工作状态，当海水发生机械振动时球体密封舱随海水共振，由此形成的位移使位于球体密封舱内部的六轴传感器产生加速度信号，连同球体密封舱上的温度传感器、压力传感器采集的信号通过数据采集与传输集成电路完成模拟信号与数字信号的转换、储存备份后传输到水面漂浮平台，由水面漂浮平台上的北斗系统传输回岸基站。
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