CN109708619A - 入水自释放探头漂浮测量平台及应用该平台的测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种入水自释放探头漂浮测量平台及应用该平台的测量仪，涉及海洋测量仪，旨在解决目前的测量设备使用不便，干扰因素多，导致测量精度差的问题，其技术方案要点是：包括浮体，所述浮体内开设容纳腔，所述容纳腔开设有连通外界的释放口，所述释放口盖合有接触水后自动开启释放口的底盖；包括测量装置，所述测量装置包括测控主板以及探头，所述测量装置设置于容纳腔内，所述测量装置耦接有曳引导线，所述曳引导线的另一端耦接于探头，所述释放口位于容纳腔的底部，所述探头位于底盖上方。本发明的入水自释放探头漂浮测量平台及应用该平台的测量仪，其可以提高测量精度，并降低使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及海洋测量仪，更具体地说，它涉及一种入水自释放探头漂浮测量平台及应用该平台的测量仪。
背景技术
海洋的水文参数，如温度、盐度等数据是研究、开发海洋的重要参考，其为海洋工程设计、海洋环境监测等提供了重要的参数依据。
目前常用的海洋参数测量设备主要有两类：抛弃式测量设备和非抛弃式测量设备，抛弃式测量设备以其测量简单、快速、方便日益成为人类探索海洋的重要仪器和手段。
传统的抛弃式海洋测量设备主要包括XBT、XCTD、XSV、XCP等，利用有线方式将探头抛入海中测量，数据从探头经长导线（一般为460m、850m、1500m或更长）传输至船上数据接收端。
现有的投弃式测量设备普遍存在如下问题：
一、①使用长导线连接探头和母船上数据接收端，容易造成断线故障，导致测量失败；②测量时，需人工长时间握持探头发射枪，增加测量人员负担。③目前所有的抛弃式海洋测量设备应用条件均与母船速相关，测量时，母船航速不能超过18节。
二、探头下沉速度不定导致的深度估算误差，且该误差无法校正。目前所有的抛弃式海洋测量设备均近似为匀速运动，同时采用经验公式估算探头下落深度。但，如工作人员在船上投放探头，因为探头初始释放高度、位置、施力情况等导致探头入水速度不定；同时，由于有线式抛弃式设备采用两个放线轴（位于探头内部的垂直放线轴和位于水面，随船运动的垂直放线轴），两者分别控制水平放线和垂直放线，探头内部的线轴（垂直放线轴）不断放线，导致探头重量不断变化，探头在水中无法近似为匀速运动，深度测量存在不可校正误差。
综上所述，需要提出一种新的方案来解决现有投弃式测量设备测量结果误差相对较大，使用效果不佳的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种入水自释放探头漂浮测量平台及应用该平台的测量仪，其可以提高测量精度，并降低使用成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种入水自释放探头漂浮测量平台，包括浮体，所述浮体内开设容纳腔，所述容纳腔开设有连通外界的释放口，所述释放口盖合有接触水后自动开启释放口的底盖。
通过采用上述技术方案，工作人员可以将探头预先置于容纳腔内，并通过底盖实现固定，浮体入水后稳定漂浮在水面，进而探头亦稳定漂浮在水面，底盖可以在接触水后自动打开释放口，释放探头，进而实现探头自动释放和无附加初速，从而提高深度测量精度。
本发明进一步设置为：所述底盖为水溶性固体复合物，或设置有连接件，所述连接件为水溶性固体复合物，且所述连接件一端连接于浮体，另一端连接于底盖。
通过采用上述技术方案，本发明的底盖入水后溶解打开释放口，或连接件水溶后无法将底盖固定在浮体上，实现打开释放口，以便后续使用时，入水延时自动释放探头。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应用入水自释放探头漂浮测量平台的测量仪，包括测量装置，所述测量装置包括测控主板以及探头，所述测量装置设置于容纳腔内，所述测量装置耦接有曳引导线，所述曳引导线的另一端耦接于探头，所述释放口位于容纳腔的底部，所述探头位于底盖上方。
通过采用上述技术方案，在浮体以探头朝下的姿态入水后，底盖随后自动打开释放口，依靠底盖蓄留在容纳腔中的探头自动释放；由于本测量仪，其探头入水后自动释放，所以使用更为方便；同时因为探头释放时无附加的初速度，所以其测量精度更高（深度测量精度更高）。
本发明进一步设置为：所述浮体插设有锁合插销，所述锁合插销伸入容纳腔，且插接探头。
通过采用上述技术方案，可以通过锁合插销对探头固定，防止其在搬运等过程中因为仅依靠底盖固定而随意移动损坏底盖，干扰正常使用效果。
本发明进一步设置为：还包括探头自启动机构，所述探头自启动机构包括磁控开关以及磁性块，所述磁控开关安装于探头，且耦接于探头控制其启闭，所述磁性块固定于浮体。
通过采用上述技术方案，探头只有在脱离浮体，即磁控开关脱离磁性块后才会开启，从而进一步减小干扰因素，方便测量仪判断探头的测量起始点，进而提高测量精度。
本发明进一步设置为：所述测控主板耦接有无线通讯模块，所述无线通讯模块固定于浮体。
通过采用上述技术方案，用户可以远程和测控主板通讯，以获取测量数据等，从而使用效果更佳。
本发明进一步设置为：所述浮体上部设置有用于调节容纳腔内气量的阀门，所述阀门连通容纳腔和外界。
通过采用上述技术方案，用户可以打开阀门，连通容纳腔和外部大气，使的水注入容纳腔，浮体自沉损毁，减小数据外泄的几率，增强安全性。
本发明进一步设置为：所述阀门为电控阀门。
通过采用上述技术方案，用户可以远程控制阀门开启，从而使用更为方便。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、浮体的释放口通过底盖盖合，底盖入水后自动打开，探头置于浮体内通过底盖阻止其脱离浮体；使用时，用户只需将本浮体投入水中，使底盖接触水即可自动释放探头，从而方便使用者使用；同时因为此时探头释放时无初速，所以可以减小干扰因素，提高测量精度；又因为不必在配置探头释放枪等，所以成本更低；
2、由于本发明采用无线通信，可将原本有线式抛弃式设备采用的两个放线轴简化成一个放线轴，取消探头内部的放线轴，并将该放线轴置于浮体内，随浮体静止漂浮于水面，不随船运动；此设计极大降低断线故障，同时避免探头内部放线轴放线带来的重量变化，影响探头匀速运动。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一，用以展示整体结构；
图2为本发明的局部爆炸视图一，主要用以展示容纳腔中各装置的结构；
图3为本发明的局部爆炸视图二，主要用以展示释放口和底盖槽的结构；
图4为本发明的局部结构视图，主要用以展示磁性块的结构；
图5为本发明的框图视图，主要用以展示测控主板的控制结构。
图中：1、浮体；11、容纳腔；12、释放口；13、底盖；14、底盖槽；2、连接件；31、测控主板；311、无线通讯模块；32、探头；321、通孔；33、曳引导线；34、单一线轴；4、锁合插销；41、拉环；5、探头自启动机构；51、磁控开关；52、磁性块；6、阀门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
入水自释放探头漂浮测量平台及应用该平台的测量仪，参照图1和图2，包括浮体1以及设置于浮体1内的测量装置。
浮体1呈柱状，在其内部沿长度方向开设有用于安装测量装置的容纳腔11。
参照图2和图5，测量装置包括测控主板31以及探头32；测控主板31耦接（电性连接）有曳引导线33，曳引导线33的另一端耦接于探头32，即测控主板31通过曳引导线33实现和探头32实现电信号连接，以做数据交互。
参照图2，在容纳腔11内设置有单一线轴34，单一线轴34呈柱状，且上端侧边成型连接块，并通过连接块同中心轴的固定于浮体1的中部位置。
测控主板31安装固定在单一线轴34的上端端面，探头32设置于单一线轴34的下方，曳引导线33缠绕于单一线轴34在周向面。设置单一线轴34用于绕线，而非探头32自带导线，可以有效避免探头32下沉时质量不断变化而干扰测量使用效果，从而提高测量精度。
参照图2，在浮体1上径向穿设有锁合插销4，锁合插销4的穿入容纳腔11。在探头32的尾端开设有通孔321，锁合插销4从通孔321中穿过，以对探头32固定。锁合插销4与浮体1呈滑移连接，且延伸在外的一端成型拉环41，以方便操作。
参照图2和图3，在浮体1上于探头32的正下方开设有竖向连通容纳腔11和外界的释放口12。释放口12盖合连接有适配的底盖13，以闭合容纳腔11。
在浮体1上环绕释放口12开设有底盖槽14，底盖槽14内侧连通释放口12，且下部开口；底盖槽14的深度小于释放口12的深度；底盖13盖合释放口12，且置于底盖槽14内。当有外力（落水冲击）施加于底盖13将其朝向容纳腔11推动时，其被底盖槽14的上内壁限制，不可朝向容纳腔11 移动，从而加强使用效果。
为了方便用户使用本发明，同时提高测量精度，将底盖13设置为接触水后自动开启释放口12，以便自动释放探头32。
为达到上述目的：本发明优选两种方式：
一、底盖13采用水溶性固定复合物制成。
A、例如选择泡腾片（其主要成分为碳酸氢纳、有机酸、淀粉等）等类似复合物作为水溶性固定复合物；将水溶性物质利用模具直接压制呈底盖13，并通过粘结/卡接等方式固定在底盖槽14内。
使用时，用户先将锁合插销4从浮体1上拔除，使探头32落在底盖13上，接着开启测控主板31，然后将浮体1丢入水中后。
此时浮体1的下端浸入水中，底盖13在水中反应产生大量气泡并迅速崩解，之后底盖13无法支撑固定探头32，探头32受重力作用，下落脱离释放口12，实现自动释放，从而方便用户使用；同时因为探头32不是直接从船上等投入水中，是入水后直到底盖13打开才自动延时释放，所以其没有附加的初始速度，其可以当做零初速释放，进而利用其测量制出的数据更为准确；又因为不用在另外配置发射枪等，且可采用泡腾片等制成，所以成本也更低。
由于泡腾片这类的水溶性固体复合物在空气中易碎，会导致底盖13在运输、投放过程中碎裂而干扰探头32的延时释放，所以：
a、提高制成底盖13的材料配方中具有粘滞作用的淀粉糊等的占比，以加强制出的底盖13的强度；
b、在底盖13的上下表面分别粘贴柔性的塑料贴纸，使底盖13碎裂后依旧能够作为一个整体，而不是直接崩解；同时还塑料贴纸还可以提高底盖13入水时的抗冲击能力。
B、例如选择水溶纸作为水溶性固定复合物。将多层水溶纸利用层压工艺配合淀粉糊等压制成合适厚度的纸板，并通过切削工艺制成底盖13。
水溶纸制成的底盖13其入水后，逐渐溶解，以延时自动打开释放口12释放探头32。
二、设置具有水溶性的连接件2，通过连接件2将底盖13固定于浮体1（释放口12）。连接件2选择水溶纸制成，多层水溶纸折叠成带状。在容纳腔11的底部和底盖13上分别开设开孔；带状的水溶纸的两端分别穿透并固定（粘捆扎）在容纳腔11底部和底盖13上的孔上，以连接两者。
为更符合产品设计需求，工作人员可以调整粘滞物的占比，或选择不同特性（水溶时间、韧性）的水溶纸进行搭配，以制出在强度合适，又可定时水溶的底盖13或连接件2，从而加强使用效果。
在底盖13入水后，连接件2逐渐溶解直到无法将底盖13固定在浮体1上。
参照图4和图5，为了进一步提高测量精度，本发明还将探头32设置为释放后再自动启动，为实现这一目的设置有探头自启动机构5，探头自启动机构5包括磁控开关51以及磁性块52。
磁控开关51安装在探头32内，且耦接（串联）于探头32的主电源回路；磁性块52固定连接在浮体1上对应的安装槽位内。磁性块52固定连接在浮体1侧壁内，且位于浮体1的下部。之所以将磁性块52设置在浮体1的下部，是因为需要对浮体1下部增重，降低浮体1的重心，以提高本发明在水中的稳定性，保证探头垂直下落，且提高本发明落水后调整姿态的能力。
当探头32置于浮体1内时，磁控开关51处于磁性块52的磁场作用下处于关闭状态，此时探头32不启动。当探头32释放，磁控开关51脱离磁性块52的磁场约束，此时磁控开关51开启，使探头32通电工作。
参照图5，本发明还包括无线通讯模块311，其可根据需求选择具有海面通信能力的无线模块，如具备一定发射功率的无线URAT数据传输模块，无线通讯模块311安装固定在浮体1侧壁开设的一个固定腔体内。
无线通讯模块311电信号连接于测控主板31，以方便用户在船上远程获取测量的数据，从而使用效果更佳。
参照图2，出于对航行安全和用户方数据安全考虑，本发明测量使用后需要自毁，因此在浮体1的上端，即浮出水面的一端安装固定有阀门6。阀门6连通容纳腔11和外界。
阀门6进一步设置为电控阀（例如一根气管配合电磁阀），阀门6电信号连接于测控主板31（至少包括集成有处理器）。
当使用过后，用户发送自毁信息至测控主板31，测控主板31通过无线通讯模块311接收到自毁信息后，控制阀门6开启，以连通容纳腔11和大气，使得水注入容纳腔11内部，本发明自沉。
本发明配置电源件，例如电池，其安装固定在浮体1的侧壁，且位于浮体1的下部，以用于配重。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种入水自释放探头漂浮测量平台，其特征在于：包括浮体（1），所述浮体（1）内开设容纳腔（11），所述容纳腔（11）开设有连通外界的释放口（12），所述释放口（12）盖合有接触水后自动开启释放口（12）的底盖（13）。
2.根据权利要求1所述的入水自释放探头漂浮测量平台，其特征在于：所述底盖（13）为水溶性固体复合物，或设置有连接件（2），所述连接件（2）为水溶性固体复合物，且所述连接件（2）一端连接于浮体（1），另一端连接于底盖（13）。
3.一种应用入水自释放探头漂浮测量平台的测量仪，包括测量装置（3），所述测量装置（3）包括测控主板（31）以及探头（32），其特征在于：所述测量装置（3）设置于容纳腔（11）内，所述测量装置（3）耦接有曳引导线（33），所述曳引导线（33）的另一端耦接于探头（32），所述释放口（12）位于容纳腔（11）的底部，所述探头（32）位于底盖（13）上方。
4.根据权利要求3所述的应用入水自释放探头漂浮测量平台的测量仪，其特征在于：所述浮体（1）插设有锁合插销（4），所述锁合插销（4）伸入容纳腔（11），且插接探头（32）。
5.根据权利要求3或4所述的应用入水自释放探头漂浮测量平台的测量仪，其特征在于：还包括探头自启动机构（5），所述探头自启动机构（5）包括磁控开关（51）以及磁性块（52），所述磁控开关（51）安装于探头（32），且耦接于探头（32）控制其启闭，所述磁性块（52）固定于浮体（1）。
6.根据权利要求5所述的应用入水自释放探头漂浮测量平台的测量仪，其特征在于：所述测控主板（31）耦接有无线通讯模块（311），所述无线通讯模块（311）固定于浮体（1）。
7.根据权利要求6所述的应用入水自释放探头漂浮测量平台的测量仪，其特征在于：所述浮体（1）上部设置有用于调节容纳腔（11）内气量的阀门（6），所述阀门（6）连通容纳腔（11）和外界。
8.根据权利要求7所述的应用入水自释放探头漂浮测量平台的测量仪，其特征在于：所述阀门（6）为电控阀门。
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