CN113155103A - 漂流式海洋观测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漂流式海洋观测系统，包括括浮体、控制系统、绝缘缆线体、第一电路、第二电路、以及多个温度测量模块。浮体为整个系统提供浮力，绝缘缆线体在自身重力势能的作用下从海面向下垂落，以使得多个温度测量模块排布在不同深度位置上，这样使得本漂流式海洋观测系统被释放到海水后，不用测量船的继续支撑和牵引，而保持正常工作状态，测量船可以立马行驶到下一水域进行投放漂流式海洋观测系统，不用停船等待测量，节省了船时和人力，提高了工作效率。

Description

漂流式海洋观测系统

技术领域

本发明涉及一种漂流式海洋观测系统。

背景技术

海水的温度等是海洋研究者想要获取的最基本的海洋信息参数，而探头测量技术是获取这些参数的常见技术手段，探头测量技术是研究海洋资源和应用海洋资源的最基本测量技术。由于需要在多个不同深度位置上分别进行温度测量，那么需要等到检测装置完全沉入到目的深度后，才能开始温度检测工作，而且需要在预定的时间段内多次进行测量，由于现有的检测装置由探测船进行收放、供电以及信号通信,那么探测船需要原地长时间地等待现有检测装置完成工作后，才能行驶到下一工作区域，可见现有的检测装置存在着耗费人力和船时，以及工作效率低的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种漂流式海洋观测系统，解决上述现有技术问题中的一个或多个。

根据本发明的一个方面，提供了一种漂流式海洋观测系统，其包括浮体、控制系统、绝缘缆线体、第一电路、第二电路、以及多个温度测量模块；其中，第一电路沿着绝缘缆线体排布在绝缘缆线体内部，第二电路沿着绝缘缆线体排布在绝缘缆线体外周，以使得第一电路通过绝缘缆线体与第二电路绝缘隔离；多个温度测量模块依次设置在绝缘缆线体上，多个温度测量模块均分别与第一电路和第二电路电连接；绝缘缆线体设置在浮体上，控制系统设置在浮体内，第一电路和第二电路均与控制系统电连接。

在使用时，预先将本漂流式海洋观测系统收卷在绞轮上，测量船将本漂流式海洋观测系统运载到预定海域，由于第一电路和第二电路都是沿着绝缘缆线体排布的，那么第一电路和第二电路都是从本漂流式海洋观测系统的线头延伸到线尾的，由于本漂流式海洋观测系统的第一电路和第二电路分别与浮体内控制系统电连接，以使得控制系统与本漂流式海洋观测系统上的多个温度测量模块电信号连接，然后通过转动绞轮将本漂流式海洋观测系统释放到海水中，浮体为整个系统提供浮力，绝缘缆线体在自身重力势能的作用下从海面向下垂落，以使得多个温度测量模块排布在不同深度位置上，这样使得本漂流式海洋观测系统被释放到海水后，不用测量船的继续支撑和牵引，而保持正常工作状态，测量船可以立马行驶到下一水域进行投放漂流式海洋观测系统，不用停船等待测量，节省了船时和人力，提高了工作效率；然后控制系统通过第一电路和第二电路收集温度测量模块所测温度数值；当需要回收时，将测量船行驶到释放地，捞上浮体，然后通过转动绞轮将本漂流式海洋观测系统重新收回。这样，由于本发明采用绝缘缆线体作为第一电路、第二电路以及温度测量模块的依附载体，相比于现有的测量装置，不用在两段电缆之间设置用于承载温度测量模块的支撑壳体，使得本漂流式海洋观测系统相对于现有测量装置具备一体化的特点,由于绝缘缆线体采用柔性绝缘材料制作而成，使得本漂流式海洋观测系统能够等弧度地弯曲缠绕在绞车的绞盘上，避免形成应力集中区域，从而有利于本漂流式海洋观测系统所承受的各种应力可以更加均匀分散在各个部位上，特别是当本漂流式海洋观测系统被绞轮收回时，不会出现现有测量装置中因应力集中在用于承载温度测量模块的支撑壳体和电缆之间而导致的支撑壳体与电缆脱离现象；此外本漂流式海洋观测系统还具有结构简单，生产成本低的特点。

在一些实施方式中，多个温度测量模块均设置在绝缘缆线体内部。

这样，通过将多个温度测量模块均设置在绝缘缆线体内部，绝缘缆线体可以保护温度测量模块受到外界碰撞而损坏，同时也使得整个漂流式海洋观测系统的结构更加一体化和外形更加均匀化，进一步降低产生应力集中的情形。

在一些实施方式中，还包括多个盐度检测模块，多个盐度检测模块与多个温度测量模块一一对应设置，多个盐度检测模块依次设置在绝缘缆线体的外周上，多个盐度检测模块分别与对应的温度测量模块设置在绝缘缆线体长度方向上的同一位置；多个盐度检测模块均与第一电路或第二电路电磁感应耦合信号传输设置，以能够和控制系统进行信号传输。

这样，盐度检测模块可以通过电磁感应耦合信号传输的方式的方式与控制系统进行信号传输，以将同一深度位置上的盐度和温度进行关联；此外还避免了在绝缘缆线体上额外设置剖口来排布用于与外周上的盐度检测模块电信号连接的电线，进一步降低产生应力集中的情形。

在一些实施方式中，还包括多个深度检测模块，多个深度检测模块与多个温度测量模块一一对应设置，多个深度检测模块依次设置在绝缘缆线体的外周上，多个深度检测模块分别与对应的温度测量模块设置在绝缘缆线体长度方向上的同一位置；多个深度检测模块均与第一电路或第二电路电磁感应耦合信号传输设置，以能够和控制系统进行信号传输。

这样，深度检测模块可以通过电磁感应耦合信号传输的方式的方式与控制系统进行信号传输，以将同一深度位置上的深度和温度进行关联；此外还避免了在绝缘缆线体上额外设置剖口来排布用于与外周上的深度检测模块电信号连接的电线，进一步降低产生应力集中的情形。

在一些实施方式中，绝缘缆线体为等线径线缆。

这样，使得整个漂流式海洋观测系统的结构更加一体化和外形更加均匀化，进一步降低产生应力集中的情形。

在一些实施方式中，第一电路为电缆芯，电缆芯设置在绝缘缆线体的中心部位。

这样，通过将第一电路为电缆芯，且电缆芯设置在绝缘缆线体的中心部位，使得现有的标准电缆就能够满足绝缘缆线体的使用要求，无需额外进行非标开发生产绝缘缆线体，降低了生产成本。

在一些实施方式中，还包括多个与温度测量模块一一对应的第一引线，多个温度测量模块分别通过第一引线与电缆芯电连接。

这样，即实现了温度测量模块与第一电路电连接。

在一些实施方式中，第二电路为屏蔽网套，屏蔽网套套设在绝缘缆线体的外周，且多个温度测量模块均位于屏蔽网套内。

这样，通过采用屏蔽网套套设在绝缘缆线体的外周，屏蔽网套与绝缘缆线体内部的第一电路(电缆芯)绝缘隔离，即实现了第一电路通过绝缘缆线体与第二电路绝缘隔离；此外屏蔽网套在承担温度测量模块与控制系统电信号传送的同时，屏蔽网套还可以避免外界干扰信号对温度测量模块与控制系统之间的通信传输造成干扰，提高了测量精度。

在一些实施方式中，还包括多个与温度测量模块一一对应的第二引线，多个第二引线均设置成由绝缘缆线体的内部延伸出到外周，多个温度测量模块分别通过第二引线与屏蔽网套电连接。

这样，即实现了温度测量模块与第二电路电连接。

在一些实施方式中，第二引线的一端与对应的温度测量模块电连接，第二引线的另一端与屏蔽网套电连接。

在一些实施方式中，还包括多个与温度测量模块一一对应的模块支撑件，模块支撑件上设有多个定位环，定位环套设在绝缘缆线体的位于电缆芯周向部位上，多个温度测量模块分别设置在对应的模块支撑件上。

这样，由于电缆芯是固定在绝缘缆线体上的，通过将定位环套设在绝缘缆线体的位于电缆芯周向部位上，那么定位环即可通过电缆芯锁紧在绝缘缆线体上，又可以通过绝缘缆线体的位于电缆芯周向部位与电缆芯绝缘隔离，即将电缆芯与设置在定位环上的温度测量模块绝缘隔离。

在一些实施方式中，还包括凯夫拉抗拉层和外皮层；凯夫拉抗拉层和外皮层依次套设在绝缘缆线体的外周。

这样，通过在绝缘缆线体的外周依次套设凯夫拉抗拉层和外皮层，可以增强本漂流式海洋观测系统的抗拉特性。

在一些实施方式中，还包括水帆结构，水帆结构设置在绝缘缆线体的外周上。

这样，水帆结构在自身表面积的作用下，能够随着洋流一同流动，使得本系统具有追随洋流的功能。

在一些实施方式中，还包括电池模块，电池模块设置在浮体内，电池模块与控制系统供电连接。

附图说明

图1为本发明的一种漂流式海洋观测系统的结构示意图；

图2为现有的测量装置中的缆绳和支撑壳体盘绕收卷在绞车的绞盘上的示意图；

图3为图1所示漂流式海洋观测系统中的绝缘缆线体、第一电路、第二电路以及温度测量模块的结构示意图；

图4为图3的分解状态结构示意图；

图5为图4中单个温度测量模块以及与之对应的绝缘缆线体的示意图；

图6为图1所示漂流式海洋观测系统中的绝缘缆线体配合绞车工作时的示意图；

图7为图3中温度测量模块通过定位环套设置在绝缘缆线体上的示意图；

图8为图7另一视角的示意图；

图9为设置有凯夫拉抗拉层和外皮层的图3所示漂流式海洋观测系统处于分解状态的示意图；

图10为设置有凯夫拉抗拉层和外皮层的图3所示漂流式海洋观测系统的横截面结构示意图。

附图标号：

A1-浮体、A2-控制系统、1-绝缘缆线体、11-第一电路、12-第二电路、13-温度测量模块、2-第一引线、21-第二引线、22-模块支撑件、23-定位环、3-凯夫拉抗拉层、31-外皮层、A3-盐度检测模块、A4-深度检测模块、A5-水帆结构、A6-卫星通信模块

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1、图3至图10示意性的显示了本发明一种实施方式的漂流式海洋观测系统的结构。

如图1、图3至图8所示，该漂流式海洋观测系统包括浮体A1、控制系统A2、绝缘缆线体1、第一电路11、第二电路12、以及多个温度测量模块13；其中，第一电路11沿着绝缘缆线体1排布在绝缘缆线体1内部，第二电路12沿着绝缘缆线体1排布在绝缘缆线体1外周，以使得第一电路11通过绝缘缆线体1与第二电路12绝缘隔离；多个温度测量模块13依次设置在绝缘缆线体1上，多个温度测量模块13均分别与第一电路11和第二电路12电连接；绝缘缆线体设置在浮体A1上，控制系统A2设置在浮体A1内，第一电路和第二电路均与控制系统A2电连接。

在使用时，预先将本漂流式海洋观测系统收卷在绞轮上，测量船将本漂流式海洋观测系统运载到预定海域，由于第一电路11和第二电路12都是沿着绝缘缆线体1排布的，那么第一电路11和第二电路12都是从本漂流式海洋观测系统的线头延伸到线尾的，由于本漂流式海洋观测系统的第一电路11和第二电路12分别与浮体A1内控制系统A2电连接，以使得控制系统A2与本漂流式海洋观测系统上的多个温度测量模块13电信号连接，然后通过转动绞轮将本漂流式海洋观测系统释放到海水中，浮体A1为整个系统提供浮力，绝缘缆线体1在自身重力势能的作用下从海面向下垂落，以使得多个温度测量模块13排布在不同深度位置上，这样使得本漂流式海洋观测系统被释放到海水后，不用测量船的继续支撑和牵引，而保持正常工作状态，测量船可以立马行驶到下一水域进行投放漂流式海洋观测系统，不用停船等待测量，节省了船时和人力，提高了工作效率；然后控制系统A2通过第一电路11和第二电路12收集温度测量模块13所测温度数值；当需要回收时，将测量船行驶到释放地，捞上浮体A1，然后通过转动绞轮将本漂流式海洋观测系统重新收回。这样，由于本发明采用绝缘缆线体1作为第一电路11、第二电路12以及温度测量模块13的依附载体，相比于现有的测量装置，不用在两段电缆之间设置用于承载温度测量模块13的支撑壳体，使得本漂流式海洋观测系统相对于现有测量装置具备一体化的特点,由于绝缘缆线体1采用柔性绝缘材料制作而成，使得本漂流式海洋观测系统能够等弧度地弯曲缠绕在绞车的绞盘上，避免形成应力集中区域，从而有利于本漂流式海洋观测系统所承受的各种应力可以更加均匀分散在各个部位上，特别是当本漂流式海洋观测系统被绞轮收回时，不会出现现有测量装置中因应力集中在用于承载温度测量模块13的支撑壳体和电缆之间而导致的支撑壳体与电缆脱离现象；此外本漂流式海洋观测系统还具有结构简单，生产成本低的特点。详细地，在本实施例中，温度测量模块13中设有电容，每次控制系统A2向温度测量模块13发送指令时，该电容可以储存电量，用以支持温度测量模块13的工作。图2为现有的测量装置中的缆绳和支撑壳体盘绕收卷在绞车的绞盘上的示意图；如图2所示，由于缆绳的长度很长，往往采用绞车将现有测量装置的缆绳盘绕收卷，在收卷过程中由于支撑壳体不能沿着绞车的绞盘进行弯曲，应力往往会集中在支撑壳体和缆绳之间的结合处，从而容易导致支撑壳体与缆绳脱离。

进一步详细地，在本实施例中，可以按预设距离将多个温度测量模块13依次排布，然后分别对各个温度测量模块13进行单独编码，以使得可以将各个温度测量数值与相应的深度进行关联。

在本实施例中，多个温度测量模块13均设置在绝缘缆线体1内部。这样，通过将多个温度测量模块13均设置在绝缘缆线体1内部，绝缘缆线体1可以保护温度测量模块13受到外界碰撞而损坏，同时也使得整个漂流式海洋观测系统的结构更加一体化和外形更加均匀化，进一步降低产生应力集中的情形。在测量海水温度时，海水温度通过绝缘缆线体1传导给温度测量模块13。

在本实施例中，绝缘缆线体1为等线径线缆。这样，使得整个漂流式海洋观测系统的结构更加一体化和外形更加均匀化，进一步降低产生应力集中的情形。

在本实施例中，第一电路11为电缆芯，电缆芯设置在绝缘缆线体1的中心部位。这样，通过将第一电路11为电缆芯，且电缆芯设置在绝缘缆线体1的中心部位，使得现有的标准电缆就能够满足绝缘缆线体1的使用要求，无需额外进行非标开发生产绝缘缆线体1，降低了生产成本。

进一步地，在本实施例中，还包括多个与温度测量模块13一一对应的第一引线2，多个温度测量模块13分别通过第一引线2与电缆芯电连接。这样，即实现了温度测量模块13与第一电路11电连接。详细地，第二引线21的一端与对应的温度测量模块13电连接，第二引线21的另一端与屏蔽网套电连接。

在本实施例中，第二电路12为屏蔽网套，屏蔽网套套设在绝缘缆线体1的外周，且多个温度测量模块13均位于屏蔽网套内。这样，通过采用屏蔽网套套设在绝缘缆线体1的外周，屏蔽网套与绝缘缆线体1内部的第一电路11(电缆芯)绝缘隔离，即实现了第一电路11通过绝缘缆线体1与第二电路12绝缘隔离；此外屏蔽网套在承担温度测量模块13与控制系统A2电信号传送的同时，屏蔽网套还可以避免外界干扰信号对温度测量模块13与控制系统A2之间的通信传输造成干扰，提高了测量精度。

在本实施例中，还包括多个与温度测量模块13一一对应的第二引线21，多个第二引线21均设置成由绝缘缆线体1的内部延伸出到外周，多个温度测量模块13分别通过第二引线21与屏蔽网套电连接。这样，即实现了温度测量模块13与第二电路12电连接。详细地，在生产制作时，可以采用现有的标准电缆作为绝缘缆线体1，然后按照预设位置在标准电缆上开设凹槽，该凹槽延伸到标准电缆的电缆芯上，然后再将温度测量模块13放入到凹槽内，温度测量模块13通过第一引线2与电缆芯电连接，然后再通过注塑或者硫化的方式将凹槽填充复原，使得温度测量模块13被封装在凹槽内，在这过程中，第二引线21是延伸在外的，不被封装在凹槽内；然后将第二引线21缠绕在绝缘缆线体1的外周上，然后屏蔽网套箍套在绝缘缆线体1的外周，同时屏蔽网套与第二引线21导电接触配合，即实现了第二电路12(屏蔽网套)与温度测量模块13电连接。

如图1所示，在本实施例中，还包括多个盐度检测模块A3，多个盐度检测模块A3与多个温度测量模块一一对应设置，多个盐度检测模块A3依次设置在绝缘缆线体的外周上，多个盐度检测模块A3分别与对应的温度测量模块设置在绝缘缆线体长度方向上的同一位置；多个盐度检测模块A3均与第一电路或第二电路电磁感应耦合信号传输设置，以能够和控制系统A2进行信号传输。

这样，盐度检测模块A3可以通过电磁感应耦合信号传输的方式的方式与控制系统A2进行信号传输，以将同一深度位置上的盐度和温度进行关联；此外还避免了在绝缘缆线体上额外设置剖口来排布用于与外周上的盐度检测模块A3电信号连接的电线，进一步降低产生应力集中的情形。

在本实施例中，还包括多个深度检测模块A4，多个深度检测模块A4与多个温度测量模块一一对应设置，多个深度检测模块A4依次设置在绝缘缆线体的外周上，多个深度检测模块A4分别与对应的温度测量模块设置在绝缘缆线体长度方向上的同一位置；多个深度检测模块A4均与第一电路或第二电路电磁感应耦合信号传输设置，以能够和控制系统A2进行信号传输。

这样，深度检测模块A4可以通过电磁感应耦合信号传输的方式的方式与控制系统A2进行信号传输，以将同一深度位置上的深度和温度进行关联；此外还避免了在绝缘缆线体上额外设置剖口来排布用于与外周上的深度检测模块A4电信号连接的电线，进一步降低产生应力集中的情形。

如图7和图8所示，在本实施例中，还包括多个与温度测量模块13一一对应的模块支撑件22，模块支撑件22上设有多个定位环23，定位环23套设在绝缘缆线体1的位于电缆芯周向部位上，多个温度测量模块13分别设置在对应的模块支撑件22上。这样，由于电缆芯是固定在绝缘缆线体1上的，通过将定位环23套设在绝缘缆线体1的位于电缆芯周向部位上，那么定位环23即可通过电缆芯锁紧在绝缘缆线体1上，又可以通过绝缘缆线体1的位于电缆芯周向部位与电缆芯绝缘隔离，即将电缆芯与设置在定位环23上的温度测量模块13绝缘隔离。在其他实施方式中，模块支撑件22设置为由导电材料制成，模块支撑件22与温度测量模块13的接线端口电连接，第二引线21电连接在模块支撑件22上，第二引线21通过模块支撑件22间接地与温度测量模块13实现电连接。

如图9和图10所示，在本实施例中，还包括凯夫拉抗拉层3和外皮层31；凯夫拉抗拉层3和外皮层31依次套设在绝缘缆线体1的外周。这样，通过在绝缘缆线体1的外周依次套设凯夫拉抗拉层3和外皮层31，可以增强本漂流式海洋观测系统的抗拉特性。

在本实施例中，还包括水帆结构A5，水帆结构A5设置在绝缘缆线体的外周上。

这样，水帆结构A5在自身表面积的作用下，能够随着洋流一同流动，使得本系统具有追随洋流的功能。

在本实施例中，还包括电池模块，电池模块设置在浮体A1内，电池模块与控制系统A2供电连接。

在本实施例中，还包括与控制系统A2电控连接的卫星通信模块A6，卫星通信模块A6设置在浮体A1上。可以通过卫星通信模块A6实现远程获取检测数据。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.漂流式海洋观测系统，其特征在于，包括浮体、控制系统、绝缘缆线体、第一电路、第二电路以及多个温度测量模块；

其中，所述第一电路沿着所述绝缘缆线体排布在所述绝缘缆线体内部，所述第二电路沿着所述绝缘缆线体排布在所述绝缘缆线体外周，以使得所述第一电路通过所述绝缘缆线体与所述第二电路绝缘隔离；

多个所述温度测量模块依次设置在所述绝缘缆线体上，多个所述温度测量模块均分别与所述第一电路和所述第二电路电连接；

所述绝缘缆线体设置在所述浮体上，所述控制系统设置在所述浮体内，所述第一电路和所述第二电路均与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，多个所述温度测量模块均设置在所述绝缘缆线体内部。

3.根据权利要求2所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，还包括多个盐度检测模块，多个所述盐度检测模块与多个所述温度测量模块一一对应设置，多个所述盐度检测模块依次设置在所述绝缘缆线体的外周上，多个所述盐度检测模块分别与对应的所述温度测量模块设置在所述绝缘缆线体长度方向上的同一位置；

多个所述盐度检测模块均与所述第一电路或所述第二电路电磁感应耦合信号传输设置，以能够和所述控制系统进行信号传输。

4.根据权利要求2所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，所述第二电路为屏蔽网套，所述屏蔽网套套设在所述绝缘缆线体的外周，且多个所述温度测量模块均位于所述屏蔽网套内。

5.根据权利要求4所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，还包括多个与所述温度测量模块一一对应的第二引线，多个所述第二引线均设置成由所述绝缘缆线体的内部延伸出到外周，多个所述温度测量模块分别通过所述第二引线与所述屏蔽网套电连接。

6.根据权利要求5所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，所述第二引线的一端与对应的所述温度测量模块电连接，所述第二引线的另一端与所述屏蔽网套电连接。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，还包括凯夫拉抗拉层和外皮层；

所述凯夫拉抗拉层和所述外皮层依次套设在所述绝缘缆线体的外周。

8.根据权利要求3所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，还包括多个深度检测模块，多个所述深度检测模块与多个所述温度测量模块一一对应设置，多个所述深度检测模块依次设置在所述绝缘缆线体的外周上，多个所述深度检测模块分别与对应的所述温度测量模块设置在所述绝缘缆线体长度方向上的同一位置；

多个所述深度检测模块均与所述第一电路或所述第二电路电磁感应耦合信号传输设置，以能够和所述控制系统进行信号传输。

9.根据权利要求1所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，还包括水帆结构，所述水帆结构设置在所述绝缘缆线体的外周上。

10.根据权利要求1所述的漂流式海洋观测系统，其特征在于，还包括电池模块，所述电池模块设置在所述浮体内，所述电池模块与所述控制系统供电连接。

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