CN201583364U - 船舶走航温度和盐度剖面测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型所涉及的船舶走航温度和盐度剖面测量系统包括测量探头、高强度细线绳和绞车。细线绳的一端绕在测量探头上，另一端绕在绞车卷筒上。圆柱状结构的测量探头由上部的线筒和下部的仪器舱构成。仪器舱内设置压力传感器、温度传感器、电导率传感器、测量电路板以及配重铅块。仪器舱下端装有导流罩，使测量探头前端具有流线型，起到降低探头水阻力的作用。测量探头在航速为6kn～12kn的船艉上由绞车将测量探头垂直投放海中，自动测量海水剖面的温度、电导率和压力信号。本实用新型可在民用志愿船、调查船和军舰上安装使用，可以显著降低海洋断面调查的成本，通过对探头进行复检，能保证获得数据的质量。

Description

船舶走航温度和盐度剖面测量系统

技术领域

本实用新型涉及海洋测量仪器装置，特别是涉及在船舶航行时测量海水温度和盐度随深度变化的仪器装置。

背景技术

海水的温度和盐度是海洋最基本的物理参数，观测海水温度和盐度随深度的变化，可以为海洋环境预报和舰艇航海保障提供基本的数据资料，在海洋科研、海洋开发以及军事上具有广泛的应用价值。

利用调查船出海进行海洋调查是获得海水温度和盐度剖面数据的主要手段之一。传统方法是采用船载投放式温度和盐度剖面测量仪的定点观测，即在船舶漂泊时，由船用绞车将剖面测量仪吊放在海中，并在海中以均匀稳定的速度下放，以完成不同深度的温度和盐度(电导率)的测量。由于船舶定点观测用设备的体积大，需要船舶漂泊进行观测，测量成本高，而且，观测范围小，获得的数据资料量有限，不能满足海洋环境实时监测和长期规律性研究的要求。

近年来，又发展了投弃式温盐剖面仪，由发射枪、甲板数据采集单元、测量探头和细漆包线构成。测量探头内设置的温度、盐度(电导率)传感器，通过细漆包线与甲板数据采集单元连接。在船舶走航时，由人手持发射枪将测量探头投放，发射枪线筒和探头绕线同时出线，探头可在投放点做近垂直下降运动，在探头下降过程中，自动测量垂直剖面的海水温度、盐度随深度变化资料数据，并通过漆包线将数据实时传回甲板数据采集单元存储。漆包线放尽后被继续下降的探头拽断，探头随之丢弃。投弃式剖面测量系统具有携带和使用方便的优点，不受船舶安装条件的限制，可以在民用志愿船上使用，在船舶航行时获得准实时的海洋温度和盐度剖面数据。但是，投弃式剖面仪的测量探头是一次性设备，消耗量大，增加海洋调查的成本，也不能通过回收探头复检观测数据的质量；而且，大量投放并丢弃的探头还会给海洋带来污染。

发明内容

针对现有技术中海水温度和盐度剖面资料测量所存在的问题，本实用新型推出了一种在船舶航行中使用并可收回探头的温度盐度剖面测量系统。利用两端分别绕在绞车卷筒和测量探头上的高强度细线绳，投放和回收内部设置测量采集电路的测量探头，实现在船舶航行中获取海水温度和盐度随深度变化的剖面数据资料。

本实用新型所涉及的船舶走航温度和盐度剖面测量系统包括测量探头、高强度细线绳和绞车。细线绳的一端绕在测量探头上，另一端绕在绞车卷筒上。

测量探头为圆柱状结构，由上部的线筒和下部的仪器舱构成。线筒和仪器舱由螺钉上下连接在一起。

线筒的外侧缠绕细线绳，细线绳的一端头连接在线筒上端的拉环上。仪器舱内设置测量传感器、测量电路板、电池以及配重铅块。测量传感器包括压力传感器、温度传感器、电导率传感器，传感器由信号传输线与测量电路板连接。

仪器舱壳体包括上部的电路保护壳和下部的配重设置壳。电路保护壳由上连接件和下连接件封装，上连接件和下连接件分别为短圆柱体，与电路保护壳螺纹联接，连接处采用O型圈密封，使电路保护壳内部形成密封舱。配重设置壳与下连接件螺纹联接，将配重设置壳与电路保护壳固定连接一起。

电路保护壳内固定设置测量电路板、电池以及压力传感器，测量电路板固定在下连接件上，电池通过附件固定在测量电路板的上端，为测量电路供电。压力传感器固定在下连接件上，采用压阻式传感器，通过下连接件上的旁侧小孔与外部相通，以便使压力传感器的测量端可以感应测量探头外部的海水压力。压力传感器由信号传输线与测量电路板连接，测量电路板与固定在上连接件上的水密插座用电缆连接。

配重设置壳内上部装有配重铅块，下部安装温度传感器和电导率传感器。配重铅块起到匹配探头重量以及调节重心与浮心相对位置的作用，以便设计探头在海水中的下降速度。温度传感器和电导率传感器设置在配重设置壳内的传感器座上，温度传感器采用快速响应热敏电阻传感器，电导率传感器采用具有开放式电导池的四电极电导率传感器。温度传感器和电导率传感器用螺纹联接方式固定安装在传感器座上，传感器的信号传输线穿过配重铅块和下连接件的中心孔连接到测量电路板上。

配重设置壳下端装有导流罩，使测量探头前端具有流线型，起到降低探头水阻力的作用。导流罩前端中部开有圆孔，侧面有两个对称的侧面长孔。侧面长孔设置在温度传感器和电导率传感器的两侧。测量探头在海中下降时，海水从导流罩前端圆孔流进，流过温度传感器和电导率传感器后，从两个侧面长孔流出。

测量探头由绞车通过绕在卷筒上的细线绳投放海水中。绞车为设置在甲板上的小型电动绞车，卷筒和电机间装有离合器，投放探头时离合器打开，卷筒处于自由轮状态，回收探头时离合器合上，卷筒收线将测量探头收回。

利用本实用新型进行海上测量时，在航速为6kn～12kn的航行船舶的船艉上将测量探头垂直投放海中，线绳在海水阻力的作用下，分别从绞车卷筒和测量探头上同时快速抽出，补偿船舶航行的距离和测量探头下降的深度，使测量探头在投放点做近垂直快速下降运动。在测量探头快速垂直下降时，传感器自动测量海水剖面的温度、电导率和压力信号，由测量电路板的测量电路采集、转换并存储为数据资料。当测量探头下降到预定的深度后，由绞车将其收回。在船上将测量探头的仪器舱和线筒分开，再将仪器舱水密插座与船上计算机连接，使测量电路采集存储的测量数据回放至计算机进行处理和存储。然后，用绕线机快速将探头线筒重新绕好线绳，并将仪器舱和线筒重新装配到一起，准备再次投放。

本实用新型测量探头在海水中的下降速度为4m/s，单个剖面测量过程大约耗时45min，连续投放可以获得沿船舶航线的准实时海洋温度和盐度断面数据，其测量范围和精度为：温度-5～35±0.01℃，电导率0～70±0.06mS/cm，压力0～6MPa±0.1％FS。

本实用新型所涉及的船舶走航温度和盐度剖面测量系统可在民用志愿船、调查船和军舰上安装使用，基本不受安装条件限制，探头可收回，可以显著降低海洋断面调查的成本，通过对探头进行复检，能保证获得数据的质量。

附图说明

图1是本实用新型进行海上测量的状态示意图。

图2是本实用新型的测量探头外形结构图。

图3是本实用新型测量探头仪器舱的剖视图。

图中标记说明：

1.绞车             2.细线绳

3.测量探头         4.拉环

5.线筒             6.仪器舱

7.上连接件         8.电池

9.电路保护壳       10.下连接件

11.配重设置壳      12.传感器座

13.导流罩          14.圆孔

15.水密插座        16.测量电路板

17.压力传感器      18.旁侧小孔

19.配重铅块        20.温度传感器

21.侧面长孔        22.电导率传感器

具体实施方式

结合附图对本实用新型作进一步说明。图2显示本实用新型的测量探头的外形结构，图3显示测量探头仪器舱的内部结构。

如图所示，本实用新型所涉及的船舶走航温度和盐度剖面测量系统包括测量探头3、高强度细线绳2和绞车1。细线绳2的一端绕在测量探头3上，另一端绕在绞车1的卷筒上，绞车卷筒直径为80mm。

测量探头3为圆柱状结构，由上部的线筒5和下部的仪器舱6构成。线筒5和仪器舱6由螺钉上下连接在一起。测量探头3长1100mm，最大直径Ф65mm，重5.5kg。

线筒5的外侧缠绕细线绳2，细线绳2的一端头连接在线筒上端的拉环4上。仪器舱6内设置测量传感器、测量电路板16、电池8以及配重铅块19。

仪器舱壳体包括上部的电路保护壳9和下部的配重设置壳11。电路保护壳9由上连接件7和下连接件10封装，上连接件7和下连接件10分别为短圆柱体，与电路保护壳9螺纹联接，连接处采用O型圈密封，使电路保护壳9内部形成密封舱。配重设置壳11与下连接件10螺纹联接，将配重设置壳11与电路保护壳9固定连接一起。

电路保护壳9内固定设置测量电路板16、电池8以及压力传感器17，测量电路板16固定在下连接件10上，电池8固定在测量电路板16的上端。压力传感器17固定在下连接件10上，采用压阻式传感器，压力传感器17通过下连接件10上的旁侧小孔18与外部相通，以便使压力传感器17的测量端可以感应测量探头3外部的海水压力。压力传感器17由信号传输线与测量电路板16连接，测量电路板16与固定在上连接件7上的水密插座15用电缆连接。

配重设置壳11内上部装有配重铅块19，下部安装温度传感器20和电导率传感器22。配重铅块19起到匹配探头重量以及调节重心与浮心相对位置的作用，用于设计测量探头3在海水中的下降速度。温度传感器20和电导率传感器22设置在配重设置壳11内的传感器座12上，温度传感器20采用快速响应热敏电阻传感器，电导率传感器22采用具有开放式电导池的四电极电导率传感器。温度传感器20和电导率传感器22用螺纹联接方式固定安装在传感器座12上，传感器的信号传输线穿过配重铅块19和下连接件10的中心孔连接到测量电路板16上。

配重设置壳11下端装有导流罩13，使测量探头3前端具有流线型，起到降低探头水阻力的作用。导流罩13前端中部开有圆孔14，侧面有两个对称的侧面长孔21，侧面长孔设置在温度传感器20和电导率传感器22的两侧。圆孔14的直径为Φ20mm，侧面长孔21的大小为15mm×20mm。

Claims (6)

1.一种船舶走航温度和盐度剖面测量系统，其特征在于，包括测量探头、高强度细线绳和绞车，细线绳的一端绕在测量探头上，另一端绕在绞车的卷筒上；测量探头为圆柱状结构，由上部的线筒和下部的仪器舱构成，线筒和仪器舱由螺钉上下连接在一起；仪器舱内设置测量传感器、测量电路板、电池以及配重铅块，测量传感器包括压力传感器、温度传感器和电导率传感器，测量传感器由信号传输线与测量电路板连接。

2.根据权利要求1所述的船舶走航温度和盐度剖面测量系统，其特征在于，测量探头线筒的外侧缠绕细线绳，细线绳的一端头连接在线筒上端的拉环上。

3.根据权利要求1所述的船舶走航温度和盐度剖面测量系统，其特征在于，仪器舱壳体包括上部的电路保护壳和下部的配重设置壳，电路保护壳由上连接件和下连接件封装，上连接件和下连接件分别为短圆柱体，与电路保护壳螺纹联接，连接处采用O型圈密封；配重设置壳与下连接件螺纹联接，将配重设置壳与电路保护壳固定连接一起。

4.根据权利要求3所述的船舶走航温度和盐度剖面测量系统，其特征在于，电路保护壳内固定设置测量电路板、电池以及压力传感器，测量电路板固定在下连接件上，电池固定在测量电路板的上端，压力传感器固定在下连接件上，压力传感器通过下连接件上的旁侧小孔与外部相通；测量电路板与固定在上连接件上的水密插座用电缆连接。

5.根据权利要求3所述的船舶走航温度和盐度剖面测量系统，其特征在于，配重设置壳内上部装有配重铅块，下部安装温度传感器和电导率传感器，温度传感器和电导率传感器用螺纹联接方式固定安装在传感器座上，传感器的信号传输线穿过配重铅块和下连接件的中心孔连接到测量电路板上。

6.根据权利要求3所述的船舶走航温度和盐度剖面测量系统，其特征在于，配重设置壳下端装有导流罩，导流罩前端中部开有圆孔(14)，侧面有两个对称的侧面长孔(21)，侧面长孔(21)设置在温度传感器和电导率传感器的两侧。

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