CN206031703U - 一种无人值守式自主预警的潜标系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种潜标系统，具体地说是一种无人值守式自主预警的潜标系统。包括雷达反射器、压力感应式自动预警器、扩展安装架、潜标主浮球、浮球衔接架、潜标锚系及海洋水文观测设备，其中潜标主浮球安装在浮球衔接架上，扩展安装架固定安装在潜标主浮球的上方，雷达反射器和压力感应式自动预警器安装在扩展安装架上，潜标锚系与浮球衔接架连接，海洋水文观测设备安装在所述潜标锚系上。本实用新型实现了潜标主浮体意外浮出水面后，自动向附近海上平台或平台守护船发送预警信号，有效对布放于海上平台周边海域潜标进行安全性防护，方便了平台雷达和守护船船载雷达对潜标的搜寻和回收。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种潜标系统，具体地说是一种无人值守式自主预警的潜标系统，用于海上平台周边海域环境监测的潜标发生意外断缆而进行自主预警。
背景技术
在人类社会活动过程中，海洋是开发和生产的重要区域。随着人类对海洋资源获取活动的日益增多，尤其在石油能源开采和海洋探测平台建设的过程中，海洋环境参数监测需求越发重要。
海洋潜标系统是对海洋水体环境进行定点、长期、多参数剖面观测的重要仪器，更是海洋环境立体监测系统中不可或缺的组成部分。潜标系统具有观测隐蔽性、持续时间长、不易受海表气象条件影响等优点。自20世纪70年代以来，海洋潜标系统的观测重要性就得到了国内外海洋研究的广泛重视。90年代初，随着我国海洋科学研究、海洋资源综合利用、以及国防海洋事业发展的需求，我国对海洋环境监测的力度不断加大，海洋潜标系统在国内逐渐得到了广泛的应用。尤其随着我国海上石油开采平台和科研探测平台的迅速建设，在海上平台附近海域布放潜标，不仅可以为平台工程建设提供海洋环境数据支持，还可以用于完备海洋区域探测数据。
然而在水下布放潜标，需要考虑潜标系统在水中受腐蚀和破坏力的极端情况发生。为了保证潜标系统不会因强海流、风浪、以及拖网渔船等意外外力作用造成潜标的锚系断裂或产生整体移位，而导致潜标以及潜标上安装的重要海洋仪器丢失。因此，无人值守式自主预警的潜标系统成为解决海上平台周边海域中潜标意外断缆的重要手段。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种无人值守式自主预警的潜标系统，用于海上平台周边海域环境监测的潜标发生意外断缆而进行自主预警、并方便潜标回收。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种无人值守式自主预警的潜标系统，包括雷达反射器、压力感应式自动预警器、扩展安装架、潜标主浮球、浮球衔接架、潜标锚系及海洋水文观测设备，其中潜标主浮球安装在浮球衔接架上，所述扩展安装架固定安装在潜标主浮球的上方，所述雷达反射器和压力感应式自动预警器安装在扩展安装架上，所述潜标锚系与浮球衔接架连接，所述海洋水文观测设备安装在所述潜标锚系上。
所述潜标主浮球的中心位置内嵌式安装有海流计。
所述雷达反射器安置在扩展安装架的顶部，其位置高于潜标主浮球上方浮球衔接架的高度。
所述扩展安装架采用对称结构，其两侧安装杆上对称安装有两个雷达反射器和两个压力感应式自动预警器。
所述扩展安装架两侧的安装杆向外倾斜，其倾斜角度大于所述海流计的波束发射倾角。
所述扩展安装架采用海洋应用型防腐蚀材料制作。
所述压力感应式自动预警器包括压力探测器和信号发射机，所述压力探测器通过水压检测判断潜标主浮球是否处于正常的工作深度，所述信号发射机用于在潜标主浮球浮出水面时，以设置的固定时间间隔向外部发射预警信号，以便于附近海域平台或平台守护船的电台能够接收到预警信号。
所述压力感应式自动预警器在压力大于设定阈值时，处于静眠状态。
所述信号发射机，采用信道扫描和甚高频通信控制模块。
所述潜标锚系包括包塑缆、声学释放器、锚链及组合锚，其中包塑缆的一端与所述浮球衔接架连接，另一端与声学释放器连接，所述锚链的一端与声学释放器连接，另一端与组合锚连接，所述海洋水文观测设备安装在包塑缆上。
本实用新型的优点和有益效果是：
1.本实用新型通过采用压力感应技术，通过水压检测判断潜标主浮体是否处于正常的工作深度，有效保证潜标浮出水面后及时发送预警信号。
2.本实用新型的潜标主浮球若浮出水面，压力感应式自动预警器通过信号发射机，以固定的时间间隔、不断地向外部发射预警信号，直至平台或平台守护船的接收端获得预警信号或预警器耗尽工作电量，有效保障在潜标漂移至远距离前获得预警信号。
3.本实用新型通过设置对称式的扩展安装架，用以安装雷达反射器和压力感应式自动预警器，防止潜标在水下和水面产生倾斜。
4.本实用新型的扩展安装架顶部安装雷达反射器，有利于潜标附件海上平台或平台守护船雷达的扫描和搜寻。
5.本实用新型中扩展安装架的支杆部分向外侧倾斜，防止阻挡海流计的声学回波信号。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：1为雷达反射器，2为压力感应式自动预警器，3为扩展安装架，4为海流计，5为潜标主浮球，6为浮球衔接架，7为包塑缆，8为海洋水文观测设备，9为声学释放器，10为锚链，11为组合锚。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
如图1所示，本实用新型提供的一种无人值守式自主预警的潜标系统，包括雷达反射器1、压力感应式自动预警器2、扩展安装架3、潜标主浮球5、浮球衔接架6、潜标锚系及海洋水文观测设备8，其中潜标主浮球5安装在浮球衔接架6上，所述扩展安装架3固定安装在潜标主浮球5的上方，所述扩展安装架3用于装载雷达反射器1和压力感应式自动预警器2。所述雷达反射器1和压力感应式自动预警器2安装在扩展安装架3上，所述潜标锚系与浮球衔接架6连接，所述海洋水文观测设备8安装在所述潜标锚系上。所述雷达反射器1在潜标主浮球5浮出水面后，方便于附近海域平台或平台守护船船载雷达的搜寻；所述压力感应式自动预警器2用于判断潜标主浮球5所处水深、并且在潜标主浮球5浮出水面后向外界发射预警射频信号，直至平台或平台守护船的接收端获得预警信号或预警器耗尽工作电量。
所述潜标主浮球5的中心位置内嵌式安装有海流计4。海洋水文观测设备8包括温深仪、温盐仪、浊度计等。
所述雷达反射器1安置在扩展安装架3的顶部，在潜标主浮球5浮出水面后，方便于附近海域平台或平台守护船船载雷达的搜寻。所述雷达反射器1位置高于潜标主浮球5上方浮球衔接架6的高度，方便对于附近海域平台或平台守护船所使用雷达扫描电磁波的有效反射。
所述扩展安装架3采用对称结构，其两侧安装杆上对称安装有两个雷达反射器1和两个压力感应式自动预警器2，便于潜标主浮球5的姿态处于对称平衡状态。
水中潜标主浮球应处于静力平衡状态，各作用力应满足：
B-G-T cosφ＝0
R-T sinφ＝0
式中，B为潜标主浮球浸没于海水中受到的浮力，G为该主浮球的重力，T为该主浮球下方锚系的张力，φ为该主浮球的倾斜角度，R为该主浮球所受的流体阻力。
流体阻力R＝1/2ACDρv2
其中，A为主浮球所受海流流向上的横截面积，CD为主浮球的阻力系统，ρ为流体密度，v为主浮球所受海流流向上的流速。
所述扩展安装架3与潜标主浮球5上方的浮球衔接架6共用安装螺孔。所述扩展安装架3两侧的安装杆向外倾斜，其倾斜角度大于所述海流计4的波束发射倾角，便于海流计声学探测时声学信号的发射和接收。所述扩展安装架3采用海洋应用型防腐蚀材料制作，如低合金海水用钢、钛基纤维复合材料、或碳钢衬聚乙烯复合材料等。
所述压力感应式自动预警器2包括压力探测器和信号发射机，所述压力探测器通过水压检测判断潜标主浮球5是否处于正常的工作深度，所述信号发射机用于在潜标主浮球5浮出水面时，以设置的固定时间间隔向外部发射预警信号，以便于附近海域平台或平台守护船的电台能够接收到预警信号。
所述压力感应式自动预警器2在压力大于设定阈值时，一直处于静眠状态。若压力小于设定阈值，预警器进入唤醒状态，通过继电器向信号发射机供电，按照预警器设置程序的时间间隔向外部发射预警信号。自动预警器内置的信号发射机，采用信道扫描和甚高频(VHF)通信控制模块，方便在海上空旷环境中搜寻工作电台以及预警信号的远距离传输。
海表宽阔、无阻挡的环境，适合甚高频(VHF)电磁波的远距离传输。因此，在无人值守式自主预警的潜标系统采用压力感应式自动预警技术，并配有雷达反射器，可实现海上平台周边海域环境监测的潜标发生意外断缆后进行自主预警、并方便潜标回收。
所述潜标锚系包括包塑缆7、声学释放器9、锚链10及组合锚11，其中包塑缆7的一端与所述浮球衔接架6连接，另一端与声学释放器9连接，所述锚链10的一端与声学释放器9连接，另一端与组合锚11连接，所述海洋水文观测设备8安装在包塑缆7上。
综上所述，对称结构的扩展安装架3的两侧各安装一套雷达反射器1和压力感应式自动预警器2。两侧所安装的压力感应式自动预警器2设置不同的信号发射起始时间，该起始时间的间隔按照压力感应式自动预警器2的有效工作时间进行计算，并通过设定自动预警器信号发射机的电磁波段范围和发射频率，与附近海上平台和平台守护船的预警接收机技术参数一致。另外，压力感应式自动预警器2的信号发射起始时间间隔小于其有效工作时间。
本实用新型为应用于海上平台周边海域环境监测的潜标发生意外断缆情况的发生提供一种自主预警和便于搜寻的方式，其一方面在海表宽阔的区域通过发射甚高频(VHF)电磁波进行远距离的预警信号传输，另一方面潜标顶部安装雷达反射器为海上平台和平台守护船雷达的扫描搜寻提供更好的回波反射性能。本实用新型可应用在海上平台或其它定点工作区域，作为测量海洋环境参数、并防止潜标意外浮出水面、从而到海洋仪器设备丢失的防护手段，实现潜标系统的自主预警以及便于搜寻。
本实用新型通过装载雷达反射器和压力感应式自动预警器，实现了潜标主浮体意外浮出水面后自动向附近海上平台或平台守护船发送预警信号，有效对布放于海上平台周边海域潜标进行安全性防护，方便了平台雷达和守护船船载雷达对潜标的搜寻和回收。
以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，包括雷达反射器(1)、压力感应式自动预警器(2)、扩展安装架(3)、潜标主浮球(5)、浮球衔接架(6)、潜标锚系及海洋水文观测设备(8)，其中潜标主浮球(5)安装在浮球衔接架(6)上，所述扩展安装架(3)固定安装在潜标主浮球(5)的上方，所述雷达反射器(1)和压力感应式自动预警器(2)安装在扩展安装架(3)上，所述潜标锚系与浮球衔接架(6)连接，所述海洋水文观测设备(8)安装在所述潜标锚系上。
2.根据权利要求1所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述潜标主浮球(5)的中心位置内嵌式安装有海流计(4)。
3.根据权利要求2所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述雷达反射器(1)安置在扩展安装架(3)的顶部，其位置高于潜标主浮球(5)上方浮球衔接架(6)的高度。
4.根据权利要求2或3所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述扩展安装架(3)采用对称结构，其两侧安装杆上对称安装有两个雷达反射器(1)和两个压力感应式自动预警器(2)。
5.根据权利要求4所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述扩展安装架(3)两侧的安装杆向外倾斜，其倾斜角度大于所述海流计(4)的波束发射倾角。
6.根据权利要求1所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述扩展安装架(3)采用海洋应用型防腐蚀材料制作。
7.根据权利要求1所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述压力感应式自动预警器(2)包括压力探测器和信号发射机，所述压力探测器通过水压检测判断潜标主浮球(5)是否处于正常的工作深度，所述信号发射机用于在潜标主浮球(5)浮出水面时，以设置的固定时间间隔向外部发射预警信号，以便于附近海域平台或平台守护船的电台能够接收到预警信号。
8.根据权利要求7所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述压力感应式自动预警器(2)在压力大于设定阈值时，处于静眠状态。
9.根据权利要求7所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述信号发射机，采用信道扫描和甚高频通信控制模块。
10.根据权利要求1所述的无人值守式自主预警的潜标系统，其特征在于，所述潜标锚系包括包塑缆(7)、声学释放器(9)、锚链(10)及组合锚(11)，其中包塑缆(7)的一端与所述浮球衔接架(6)连接，另一端与声学释放器(9)连接，所述锚链(10)的一端与声学释放器(9)连接，另一端与组合锚(11)连接，所述海洋水文观测设备(8)安装在包塑缆(7)上。
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