CN115598372B - 一种海洋泥沙流速观测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于观测设备技术领域，尤其为一种海洋泥沙流速观测设备，包括顶板，顶板的顶部安装有通信控制装置安装座，通信控制装置安装座的顶部安装有无线发射器、控制装置和PVC保护罩，顶板的顶部安装有环形太阳能板阵列，顶板的顶部安装有透明太阳能板保护罩，顶板的底部安装有浮筒，浮筒的底部安装有第一安装板，第一安装板的底部安装有连接支架，连接支架的底部安装有第二安装板，第一安装板的底部安装有泥沙收集装置，第一安装板的底部还安装有流速流向传感器和超声波探测仪，本装置可对各个时间段的泥沙样本进行收集，帮助分析单位时间内和不同时间段流经的泥沙量和泥沙的颗粒粒径情况。
Description
技术领域
本发明属于观测设备技术领域，具体涉及一种海洋泥沙流速观测设备。
背景技术
海洋浮标（Ocean Buoy）是以锚定在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文水质气象自动观测站。建设海岸防护工程，首先要了解工程海域的水文环境与泥沙运动特征，分析海岸侵蚀原因，才能有的放矢科学的实施工程，使用浮标观测设备对海洋泥沙的运动情况进行观测是一种理想的获取泥沙运动特征的手段，现有技术中，多采用超声波观测设备利用回波情况来判断水中悬浮泥沙浓度，但缺乏对各个时间段的流经泥沙进行收集的功能，对于单位时间内泥沙的流经量和泥沙颗粒粒径情况的分析缺乏样本，因此需要一种海洋泥沙流速观测设备来解决这一问题。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于：提供一种海洋泥沙流速观测设备，可对各个时间段的泥沙样本进行收集，帮助分析单位时间内和不同时间段流经的泥沙量和泥沙的颗粒粒径情况。
为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋泥沙流速观测设备，包括顶板，所述顶板的顶部安装有通信控制装置安装座，所述通信控制装置安装座的顶部安装有无线发射器、控制装置和PVC保护罩，所述顶板的顶部安装有环形太阳能板阵列，所述顶板的顶部安装有透明太阳能板保护罩，所述顶板的底部安装有浮筒，所述浮筒的底部安装有第一安装板，所述第一安装板的底部安装有连接支架，所述连接支架的底部安装有第二安装板，所述第一安装板的底部安装有泥沙收集装置，所述泥沙收集装置包括泥沙收集箱，所述泥沙收集箱的顶部安装有隔网容纳槽，所述隔网容纳槽的内腔中安装有第一电机，所述第一电机的输出轴与丝杆固定，所述丝杆与隔网框架螺纹连接，所述泥沙收集箱的一端设有粗滤网，所述泥沙收集箱的另一端及隔网框架内侧均设有细滤网，所述泥沙收集箱的内部被隔网框架分隔为若干内仓，所述内仓的下方设有沉积仓，所述泥沙收集箱的顶部还设有框架，所述框架的顶部与第二电机的输出轴固定，所述第二电机安装在第一安装板下方的电机保护罩中，所述第一安装板的底部还安装有流速流向传感器和超声波探测仪。
本发明的有益效果为：
本装置使用时，通过环形太阳能板阵列为蓄电池进行充电，通过蓄电池为本装置供电，因采用环形分布的方式，因此可保证太阳能板能够在太阳移动到不同方向时均能接收到充足的阳光，并设置透明太阳能板保护罩，在不影响接收阳光的同时，对环形太阳能板阵列进行保护。
本装置通过流速流向传感器观测海水流速，通过超声波探测仪观测海水中漂浮泥沙的浓度，PLC控制器根据海水流向，控制第二电机运行带动框架连同泥沙收集箱转动至安装粗滤网的一端朝向海水流过来的方向，海水中的泥沙透过粗滤网流入泥沙收集箱中，并被泥沙收集箱另一端的细滤网阻拦，并逐渐沉积在沉积仓中，定时模块每隔一段时间控制一个第一电机运行，带动丝杆转动，通过螺旋传动将与其对应的隔网框架降下，顺序为从泥沙收集箱安装细滤网的一端到安装粗滤网的一端逐次降下，通过隔网框架上的细滤网的阻隔对上一时间段收集的泥沙进行封闭，并将后续的泥沙阻隔在下一个隔仓中，从而方便对不同时间段收集的泥沙进行单独存样，工作人员将本装置从水面捞起后，打开各个沉积仓底部的密封门，即可对各个沉积仓中对应时间段的泥沙样本进行收集，帮助分析单位时间内和不同时间段流经的泥沙量和泥沙的颗粒粒径情况。
为了对本装置进行自动控制：
作为上述技术方案的进一步改进：所述控制装置的内部设有PLC控制器、定时模块和存储模块，所述定时模块与PLC控制器电性连接，所述PLC控制器与无线发射器、流速流向传感器、超声波探测仪、第一电机、第二电机电性连接。
本改进的有益效果为：PLC控制器根据海水流向，控制第二电机运行带动框架连同泥沙收集箱转动至安装粗滤网的一端朝向海水流过来的方向，定时模块每隔一段时间控制一个第一电机运行，带动丝杆转动，通过螺旋传动将与其对应的隔网框架降下，流速流向传感器和超声波探测仪的监测数据可存储在存储模块中，并定时通过无线发射器传输至监控部门。
为了为本装置提供电力：
作为上述技术方案的进一步改进：所述通讯控制装置安装座的内部安装有蓄电池。
本改进的有益效果为：本装置使用时，通过环形太阳能板阵列为蓄电池进行充电，通过蓄电池为本装置供电。
为了提升本装置的稳定性：
作为上述技术方案的进一步改进：所述第二安装板的底部安装有连接环，所述连接环通过连接索与锚索连接器连接，所述锚索连接器的底部连接有锚索。
本改进的有益效果为：本装置通过锚索固定在海面上，且锚索与第二安装板之间通过锚索连接器连接有环形分布的多组连接索，从而进一步避免了本装置发生翻覆的情况。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
附图说明
图1为本发明的左前方俯瞰轴测结构示意图；
图2为本发明的左前方结构示意图；
图3为本发明中泥沙收集装置的剖切结构示意图；
图4为本发明中泥沙收集装置的剖视示意图；
图5为本发明中第一安装板的仰视结构示意图；
图中：1、顶板；2、通信控制装置安装座；3、无线发射器；4、控制装置；5、PVC保护罩；6、环形太阳能板阵列；7、透明太阳能板保护罩；8、浮筒；9、第一安装板；10、连接支架；11、第二安装板；12、泥沙收集箱；13、隔网容纳槽；14、第一电机；15、丝杆；16、隔网框架；17、粗滤网；18、细滤网；19、内仓；20、沉积仓；21、框架；22、第二电机；23、电机保护罩；24、流速流向传感器；25、超声波探测仪；26、蓄电池；27、连接环；28、连接索；29、锚索连接器；30、锚索；31、标识灯；32、密封门。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1：
如图1-5所示，一种海洋泥沙流速观测设备，包括顶板1，所述顶板1的顶部安装有通信控制装置安装座2，所述通信控制装置安装座2的顶部安装有无线发射器3、控制装置4和PVC保护罩5，所述顶板1的顶部安装有环形太阳能板阵列6，所述顶板1的顶部安装有透明太阳能板保护罩7，所述顶板1的底部安装有浮筒8，所述浮筒8的底部安装有第一安装板9，所述第一安装板9的底部安装有连接支架10，所述连接支架10的底部安装有第二安装板11，所述第一安装板9的底部安装有泥沙收集装置，所述泥沙收集装置包括泥沙收集箱12，所述泥沙收集箱12的顶部安装有隔网容纳槽13，所述隔网容纳槽13的内腔中安装有第一电机14，所述第一电机14的输出轴与丝杆15固定，所述丝杆15与隔网框架16螺纹连接，所述泥沙收集箱12的一端设有粗滤网17，所述泥沙收集箱12的另一端及隔网框架16内侧均设有细滤网18，所述泥沙收集箱12的内部被隔网框架16分隔为若干内仓19，所述内仓19的下方设有沉积仓20，所述泥沙收集箱12的顶部还设有框架21，所述框架21的顶部与第二电机22的输出轴固定，所述第二电机22安装在第一安装板9下方的电机保护罩23中，所述第一安装板9的底部还安装有流速流向传感器24和超声波探测仪25。
实施例2：
如图1-5所示,作为上述实施例的进一步优化,一种海洋泥沙流速观测设备，包括顶板1，所述顶板1的顶部安装有通信控制装置安装座2，所述通信控制装置安装座2的顶部安装有无线发射器3、控制装置4和PVC保护罩5，所述顶板1的顶部安装有环形太阳能板阵列6，所述顶板1的顶部安装有透明太阳能板保护罩7，所述顶板1的底部安装有浮筒8，所述浮筒8的底部安装有第一安装板9，所述第一安装板9的底部安装有连接支架10，所述连接支架10的底部安装有第二安装板11，所述第一安装板9的底部安装有泥沙收集装置，所述泥沙收集装置包括泥沙收集箱12，所述泥沙收集箱12的顶部安装有隔网容纳槽13，所述隔网容纳槽13的内腔中安装有第一电机14，所述第一电机14的输出轴与丝杆15固定，所述丝杆15与隔网框架16螺纹连接，所述泥沙收集箱12的一端设有粗滤网17，所述泥沙收集箱12的另一端及隔网框架16内侧均设有细滤网18，所述泥沙收集箱12的内部被隔网框架16分隔为若干内仓19，所述内仓19的下方设有沉积仓20，所述泥沙收集箱12的顶部还设有框架21，所述框架21的顶部与第二电机22的输出轴固定，所述第二电机22安装在第一安装板9下方的电机保护罩23中，所述第一安装板9的底部还安装有流速流向传感器24和超声波探测仪25。所述控制装置4的内部设有PLC控制器、定时模块和存储模块，所述定时模块与PLC控制器电性连接，所述PLC控制器与无线发射器3、流速流向传感器24、超声波探测仪25、第一电机14、第二电机22电性连接。
实施例3：
如图1-5所示，作为上述实施例的进一步优化，一种海洋泥沙流速观测设备，包括顶板1，所述顶板1的顶部安装有通信控制装置安装座2，所述通信控制装置安装座2的顶部安装有无线发射器3、控制装置4和PVC保护罩5，所述顶板1的顶部安装有环形太阳能板阵列6，所述顶板1的顶部安装有透明太阳能板保护罩7，所述顶板1的底部安装有浮筒8，所述浮筒8的底部安装有第一安装板9，所述第一安装板9的底部安装有连接支架10，所述连接支架10的底部安装有第二安装板11，所述第一安装板9的底部安装有泥沙收集装置，所述泥沙收集装置包括泥沙收集箱12，所述泥沙收集箱12的顶部安装有隔网容纳槽13，所述隔网容纳槽13的内腔中安装有第一电机14，所述第一电机14的输出轴与丝杆15固定，所述丝杆15与隔网框架16螺纹连接，所述泥沙收集箱12的一端设有粗滤网17，所述泥沙收集箱12的另一端及隔网框架16内侧均设有细滤网18，所述泥沙收集箱12的内部被隔网框架16分隔为若干内仓19，所述内仓19的下方设有沉积仓20，所述泥沙收集箱12的顶部还设有框架21，所述框架21的顶部与第二电机22的输出轴固定，所述第二电机22安装在第一安装板9下方的电机保护罩23中，所述第一安装板9的底部还安装有流速流向传感器24和超声波探测仪25。所述通讯控制装置安装座2的内部安装有蓄电池26。
实施例4：
如图1-5所示，作为上述实施例的进一步优化，一种海洋泥沙流速观测设备，包括顶板1，所述顶板1的顶部安装有通信控制装置安装座2，所述通信控制装置安装座2的顶部安装有无线发射器3、控制装置4和PVC保护罩5，所述顶板1的顶部安装有环形太阳能板阵列6，所述顶板1的顶部安装有透明太阳能板保护罩7，所述顶板1的底部安装有浮筒8，所述浮筒8的底部安装有第一安装板9，所述第一安装板9的底部安装有连接支架10，所述连接支架10的底部安装有第二安装板11，所述第一安装板9的底部安装有泥沙收集装置，所述泥沙收集装置包括泥沙收集箱12，所述泥沙收集箱12的顶部安装有隔网容纳槽13，所述隔网容纳槽13的内腔中安装有第一电机14，所述第一电机14的输出轴与丝杆15固定，所述丝杆15与隔网框架16螺纹连接，所述泥沙收集箱12的一端设有粗滤网17，所述泥沙收集箱12的另一端及隔网框架16内侧均设有细滤网18，所述泥沙收集箱12的内部被隔网框架16分隔为若干内仓19，所述内仓19的下方设有沉积仓20，所述泥沙收集箱12的顶部还设有框架21，所述框架21的顶部与第二电机22的输出轴固定，所述第二电机22安装在第一安装板9下方的电机保护罩23中，所述第一安装板9的底部还安装有流速流向传感器24和超声波探测仪25。所述第二安装板11的底部安装有连接环27，所述连接环27通过连接索28与锚索连接器29连接，所述锚索连接器29的底部连接有锚索30。
实施例5：
如图1-5所示，作为上述实施例的进一步优化，一种海洋泥沙流速观测设备，包括顶板1，所述顶板1的顶部安装有通信控制装置安装座2，所述通信控制装置安装座2的顶部安装有无线发射器3、控制装置4和PVC保护罩5，所述顶板1的顶部安装有环形太阳能板阵列6，所述顶板1的顶部安装有透明太阳能板保护罩7，所述顶板1的底部安装有浮筒8，所述浮筒8的底部安装有第一安装板9，所述第一安装板9的底部安装有连接支架10，所述连接支架10的底部安装有第二安装板11，所述第一安装板9的底部安装有泥沙收集装置，所述泥沙收集装置包括泥沙收集箱12，所述泥沙收集箱12的顶部安装有隔网容纳槽13，所述隔网容纳槽13的内腔中安装有第一电机14，所述第一电机14的输出轴与丝杆15固定，所述丝杆15与隔网框架16螺纹连接，所述泥沙收集箱12的一端设有粗滤网17，所述泥沙收集箱12的另一端及隔网框架16内侧均设有细滤网18，所述泥沙收集箱12的内部被隔网框架16分隔为若干内仓19，所述内仓19的下方设有沉积仓20，所述泥沙收集箱12的顶部还设有框架21，所述框架21的顶部与第二电机22的输出轴固定，所述第二电机22安装在第一安装板9下方的电机保护罩23中，所述第一安装板9的底部还安装有流速流向传感器24和超声波探测仪25。所述PVC保护罩5的顶部安装有标识灯31。
实施例6：
如图1-5所示，作为上述实施例的进一步优化，一种海洋泥沙流速观测设备，包括顶板1，所述顶板1的顶部安装有通信控制装置安装座2，所述通信控制装置安装座2的顶部安装有无线发射器3、控制装置4和PVC保护罩5，所述顶板1的顶部安装有环形太阳能板阵列6，所述顶板1的顶部安装有透明太阳能板保护罩7，所述顶板1的底部安装有浮筒8，所述浮筒8的底部安装有第一安装板9，所述第一安装板9的底部安装有连接支架10，所述连接支架10的底部安装有第二安装板11，所述第一安装板9的底部安装有泥沙收集装置，所述泥沙收集装置包括泥沙收集箱12，所述泥沙收集箱12的顶部安装有隔网容纳槽13，所述隔网容纳槽13的内腔中安装有第一电机14，所述第一电机14的输出轴与丝杆15固定，所述丝杆15与隔网框架16螺纹连接，所述泥沙收集箱12的一端设有粗滤网17，所述泥沙收集箱12的另一端及隔网框架16内侧均设有细滤网18，所述泥沙收集箱12的内部被隔网框架16分隔为若干内仓19，所述内仓19的下方设有沉积仓20，所述泥沙收集箱12的顶部还设有框架21，所述框架21的顶部与第二电机22的输出轴固定，所述第二电机22安装在第一安装板9下方的电机保护罩23中，所述第一安装板9的底部还安装有流速流向传感器24和超声波探测仪25。所述沉积仓20的底部设有密封门32。
本发明的工作原理及使用流程：本装置使用时，通过环形太阳能板阵列6为蓄电池26进行充电，通过蓄电池26为本装置供电，因采用环形分布的方式，因此可保证太阳能板能够在太阳移动到不同方向时均能接收到充足的阳光，并设置透明太阳能板保护罩7，在不影响接收阳光的同时，对环形太阳能板阵列6进行保护，本装置通过流速流向传感器24观测海水流速，通过超声波探测仪25观测海水中漂浮泥沙的浓度，PLC控制器根据海水流向，控制第二电机22运行带动框架21连同泥沙收集箱12转动至安装粗滤网17的一端朝向海水流过来的方向，海水中的泥沙透过粗滤网17流入泥沙收集箱12中，并被泥沙收集箱12另一端的细滤网18阻拦，并逐渐沉积在沉积仓20中，定时模块每隔一段时间控制一个第一电机14运行，带动丝杆15转动，通过螺旋传动将与其对应的隔网框架16降下，顺序为从泥沙收集箱12安装细滤网18的一端到安装粗滤网17的一端逐次降下，通过隔网框架16上的细滤网18的阻隔对上一时间段收集的泥沙进行封闭，并将后续的泥沙阻隔在下一个隔仓中，从而方便对不同时间段收集的泥沙进行单独存样，工作人员将本装置从水面捞起后，打开各个沉积仓20底部的密封门32，即可对各个沉积仓20中的泥沙样本进行收集，帮助分析单位时间内和不同时间段流经的泥沙量和泥沙的颗粒粒径情况，本装置通过锚索30固定在海面上，且锚索30与第二安装板11之间通过锚索连接器29连接有环形分布的多组连接索28，从而进一步避免了本装置发生翻覆的情况，流速流向传感器24和超声波探测仪25的监测数据可存储在存储模块中，并定时通过无线发射器3传输至监控部门。
Claims (5)
1.一种海洋泥沙流速观测设备，其特征在于：包括顶板（1），所述顶板（1）的顶部安装有通信控制装置安装座（2），所述通信控制装置安装座（2）的顶部安装有无线发射器（3）、控制装置（4）和PVC保护罩（5），所述顶板（1）的顶部安装有环形太阳能板阵列（6），所述顶板（1）的顶部安装有透明太阳能板保护罩（7），所述顶板（1）的底部安装有浮筒（8），所述浮筒（8）的底部安装有第一安装板（9），所述第一安装板（9）的底部安装有连接支架（10），所述连接支架（10）的底部安装有第二安装板（11），所述第一安装板（9）的底部安装有泥沙收集装置，所述泥沙收集装置包括泥沙收集箱（12），所述泥沙收集箱（12）的顶部安装有隔网容纳槽（13），所述隔网容纳槽（13）的内腔中安装有第一电机（14），所述第一电机（14）的输出轴与丝杆（15）固定，所述丝杆（15）与隔网框架（16）螺纹连接，所述泥沙收集箱（12）的一端设有粗滤网（17），所述泥沙收集箱（12）的另一端及隔网框架（16）内侧均设有细滤网（18），所述泥沙收集箱（12）的内部被隔网框架（16）分隔为若干内仓（19），所述内仓（19）的下方设有沉积仓（20），所述泥沙收集箱（12）的顶部还设有框架（21），所述框架（21）的顶部与第二电机（22）的输出轴固定，所述第二电机（22）安装在第一安装板（9）下方的电机保护罩（23）中，所述第一安装板（9）的底部还安装有流速流向传感器（24）和超声波探测仪（25）；
所述第二安装板（11）的底部安装有连接环（27），所述连接环（27）通过连接索（28）与锚索连接器（29）连接，所述锚索连接器（29）的底部连接有锚索（30）。
2.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙流速观测设备，其特征在于：所述控制装置（4）的内部设有PLC控制器、定时模块和存储模块，所述定时模块与PLC控制器电性连接，所述PLC控制器与无线发射器（3）、流速流向传感器（24）、超声波探测仪（25）、第一电机（14）、第二电机（22）电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙流速观测设备，其特征在于：所述通信控制装置安装座（2）的内部安装有蓄电池（26）。
4.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙流速观测设备，其特征在于：所述PVC保护罩（5）的顶部安装有标识灯（31）。
5.根据权利要求1所述的一种海洋泥沙流速观测设备，其特征在于：所述沉积仓（20）的底部设有密封门（32）。
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