CN207908072U - 一种船载表层温盐测量仪及测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船载表层温盐测量仪及测量系统，包括远端温度传感器、电导率传感器、基础温度传感器；所述远端温度传感器装于船舶水样进水口管路内；所述电导率传感器和基础温度传感器位于船舶舱室内的水密壳体内，水密壳体设有进出水的出水口、入水口、管路和阀门，所述远端温度传感器、电导率传感器、基础温度传感器连接数据传输接口。本实用新型可以在航行过程中将海水抽到安装在船舱内的温度和盐度测量仪器内，实现随船舶航行实时连续海表层温盐测量，大幅降低远海大洋广泛海域温盐数据获取成本。本申请还公开了一种使用该船载表层温盐测量仪的测量系统。

Description

一种船载表层温盐测量仪及测量系统

技术领域

本实用新型属于海洋测量仪器，特别是涉及船舶走航平台搭载的海水表层温度和盐度测量仪器以及测量系统。

背景技术

海水的温度和盐度是最基本的海洋水文参数，监测表层海水温度和盐度变化规律，特别是远海大洋广泛海域的海水表层温度和盐度数据对研究全球海洋环流、大气环流、海气界面通量和海洋气象与气候具有重要意义。海水表层温度和盐度数据可以作为海洋环境数值预报和灾害性海况遥测的基本数据资料，在水产养殖中可以用于预报生态环境变化规律和控制生物最佳养殖环境等，具有广泛的科研和应用价值。

利用船舶在航行过程中同时进行海水温度、盐度和深度剖面测量的测量平台已被实用新型，利用漂泊浮体(如浮标和浮球)进行表层温盐测量的测量方法也已经存在，上述两种测量方式均存在不足。前者需要派遣专业科考船实施观测，必须使船舶加装专用绞车，利用专用绞车在船舶处于漂泊或走航时将温度、盐度和深度剖面测量仪下放至水下，完成数据测量。后者需要大量投放测量浮体，将温盐测量仪器安装在浮体底部，随海浪和海流自由漂泊，由于远海海洋深度很大，在浮体上安装锚链等固定装置无法实现，因此浮体的测量位置不受控制。上述两种温盐数据获取方式均为点状间隔分布，不能形成线状连续数据流，而且温盐数据的获取成本很高。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型提出一种船载表层温盐测量仪及测量系统，可以在航行过程中将海水抽到安装在船舱内的温度和盐度测量仪器内，实现随船舶航行实时连续海表层温盐测量，大幅降低远海大洋广泛海域温盐数据获取成本。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种船载表层温盐测量仪，包括远端温度传感器、电导率传感器、基础温度传感器；所述远端温度传感器装于船舶水样进水口管路内；所述电导率传感器和基础温度传感器位于船舶舱室内的水密壳体内，水密壳体设有进出水的出水口、入水口、管路和阀门，所述远端温度传感器、电导率传感器、基础温度传感器连接数据传输接口。

进一步的，所述水密壳体包括四个阀门，第一阀门及其管路连接水密壳体上方的出水口，第二阀门、第三阀门及各自管路组合连接水密壳体下方的入水口，第二阀门作为淡水入口，第三阀门作为海水样品入口，所述入水口还设有第四阀门用于可以实现废水排除，所述四个阀门组合使用实现海水进样、电导池清洗以及废水排放三个工作流程。

更进一步的，所述第一阀门的管路通向附加传感器的样品口。

进一步的，所述电导率传感器上还设有防止生物附着的防污塞，防止生物附着污染电导率传感器。

进一步的，所述水密壳体设有打压测试接口。

本实用新型还提供了使用上述船载表层温盐测量仪的测量系统，包括船侧的海水入口、连接海水入口管路的蠕动泵，所述蠕动泵通过水压变送器连接到水密壳体的第三阀门，所述远端温度传感器位于海水入口管路；还包括淡水进口，所述淡水进口通过管路连接到水密壳体的第二阀门；所述远端温度传感器、电导率传感器、基础温度传感器通过数据传输接口连接航行接口盒，将经纬度信息附加到温盐测量数据上形成完整的数据流并发送至上位机。

进一步的，所述船侧的海水入口设有船侧截止阀，所述远端温度传感器位于船侧截止阀与蠕动泵的管路中。

进一步的，所述水压变送器与第三阀门之间还设有气泡去除器。

进一步的，所述蠕动泵设有两个，2个蠕动泵交替工作；通往第三阀门的管路上还设有冗余进水管。

进一步的，还设有附加传感器，所述附加传感器的样品口连接所述第一阀门，所述附加传感器的淡水口连接所述淡水进口，所述附加传感器还设有备用出水口。

相对于现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型通过远端温度传感器用于入口海水的温度测量，能够最大限度地减少船体外壳和管路带来的热污染，通过内部的电导率和温度传感器能够实时测量海水盐度，其数据可以输出到PC上位机串口，也可以存贮在内部存储器中。四个阀门和相应管路组合可以实现海水进样、电导池清洗以及废水排放三个工作流程，防污塞的设置有利于防止生物附着污染，提高海水盐度测量精度。本实用新型可以在航行过程中将海水抽到安装在船舱内的温度和盐度测量仪器内，实现随船舶航行实时连续海表层温盐测量，大幅降低远海大洋广泛海域温盐数据获取成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体示意图；

图2是本实用新型的远端温度传感器的结构示意图；

图3是本实用新型的电导率传感器、基础温度传感器所在结构示意图。

其中：

1、温盐测量仪本体； 2、第一阀门； 3、第二阀门；

4、第三阀门； 5、第四阀门； 6、出水口；

7、淡水口； 8、样品口； 9、废水口；

10、海水入口； 11、船侧截止阀； 12、远端温度传感器；

13、1号蠕动泵； 14、2号蠕动泵； 15、截止止回阀；

16、截止阀； 17、水压变送器； 18、去气泡装置；

19、废水出口； 21、冗余进水管； 22、附加传感器；

23、淡水入口； 24、样品口； 25、淡水口；

26、出水口； 27、备用出水口； 28、水密接插件；

29、电路板支架； 30、电路板； 31、密封筒；

32、端盖； 33、温度探头； 34、打压接口；

35、数据传输接口； 36、水密壳体； 37、保护罩；

38、防污塞； 39、电导率传感器； 40、基础温度传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型所述船载表层温盐测量仪主要由远端温度传感器12、电导率传感器39、基础温度传感器40、保护罩37、防污塞38、阀门、水密壳体36、数据传输接口35以及打压接口34等组成，如图1、3所示。

远端温度传感器12用于入口海水的温度测量，能够最大限度地减少船体外壳和管路带来的热污染。测量仪内部的电导率传感器39和基础温度传感器40能够实时测量海水盐度，其数据可以输出到PC上位机串口，也可以存贮在内部存储器中。航行接口盒通过电缆与测量仪连接，将经纬度信息附加到测量数据上形成完整的数据流。四个阀门和相应管路组合可以实现海水进样、电导池清洗以及废水排放三个工作流程，防污塞的设置有利于防止生物附着污染，提高海水盐度测量精度。支撑板和壳体用于上述结构的布局与封装。

工作流程：

1)测量准备：第一阀门2、第二阀门3打开(手柄处于水平位置)，第三阀门4、第四阀门5关闭(手柄处于竖直位置)，淡水从第二阀门3进入管道，第一阀门2流出，完成电导池的清洗。

2)正常测量：第一阀门2、第三阀门4打开，第二阀门3、第四阀门5关闭，样品海水通过第三阀门4进入管道，进行温盐实时测量，随后从第一阀门2流出。

3)测量结束后，重复步骤1的操作，完成电导池的清洗，以保证后续测量的精度。

4)需要进行清洁或拆卸传感器部件时，同时关闭第一阀门2、第二阀门3、第三阀门4、第四阀门5。

工作原理：

船载表层温盐测量仪的样品口接到表层海水入口10，出水口6接到附加传感器22的样品口(若无附加传感器22可以直接排出)，淡水口接到淡水进水口，废水口接到船的排水口，附加传感器的淡水口同上，出水口接到船的排水口。

测量准备阶段进行电导率传感器的清洗，阀门1和阀门2打开，阀门3和阀门4关闭，干净淡水通过阀门2进入水箱底部，淡水从下往上充满水箱内部，最后经过阀门1，或者附加传感器的出水口24排出。正常测量时，船侧截止阀11开启，表层海水进入，远端温度传感器12完成海水温度的实时测量，1号蠕动泵13的截止阀16开启，海水进入，泵腔达到一定水压后，截止阀16关闭，截止止回阀15开启，海水进入后续管道和测量仪器，泵腔水压下降，止回阀15关闭，使海水在管道和仪器中停留，完成各项参数的测量。测量结束后，截止阀16开启，同理进行下次测量。

在测量过程中，海水通过水压变送器17，进入去气泡装置18，进行气泡消除和海水过滤。处理后的海水通过样品口8进入船载表层温盐测量仪，完成海水温盐的测量，此时海水温度经过管道和去气泡装置18的热污染，可能会有所变化，但不会影响海水盐度的测量精度。海水随后经出水口进入附加传感器22，完成其余参数的测量，或者直接排出。为了提高整体系统的可靠性和稳定性，2号蠕动泵14与1号交替工作，此外也设置了冗余进水管21和备用出水口27。

远端温度传感器12的测量数据通过电缆传输到温盐测量仪。航行接口盒与测量仪连接，将经纬度信息附加到温盐测量数据上形成完整的数据流。

在本实用新型中，远端温度传感器12需要在1L/s的流速下快速响应。如图2所示，远端温度传感器12机械结构主要由水密接插件28、端盖32、密封筒31、电路板支架29以及温度探头33组成。端盖32与密封筒31间选用径向密封，通过螺纹直接连接，材质均选用TC4。电路板支架29材质为POM，通过两个M3螺钉固定在端盖上。温度探头33通过环氧胶灌封的方式固定在温度探头固定座上，两者材质均为1Cr18Ni9Ti合金。温度探头33与端盖32间采用密封塞密封。温度探头33固定座通过螺母固定在端盖上，并利用隔离垫与钛材端盖分离，有效地避免了不同材质间的电位腐蚀。温度传感器通过螺纹固定在聚甲醛压板上，温度探头33与不锈钢管体连接件间依靠密封塞密封，并通过压盖压紧，保证密封的可靠性。压盖通过两个M6螺钉与管体连接件固定。

在本实用新型中，根据蠕动泵的工作原理，船载温盐测量模式相当于原位测量，因此其核心部件选用直读式CT，具体机械结构如图3所示。

直读式CT的上端盖通过三个螺纹孔固定于上端盖，下端盖去除了压力模块，密封筒适当加长，使电导池位于密封壳体的中部，其余均沿用现有设计。

支撑板由三块PVC板组成，并通过胶粘固定。上端盖与密封壳体间选用径向密封，与直读式CT密封筒选用活塞杆密封，通过四个螺纹孔，穿过支撑板，与固定板连接，并留有打压接口34，采用端面密封与打压接口34连接。下端盖采用两道径向密封，与密封壳体通过三个螺纹孔连接。连接管路部分选用PVC管件和PVC全塑球阀，与密封壳体通过焊接密封固定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船载表层温盐测量仪，其特征在于，包括远端温度传感器、电导率传感器、基础温度传感器；所述远端温度传感器装于船舶水样进水口管路内；所述电导率传感器和基础温度传感器位于船舶舱室内的水密壳体内，水密壳体设有进出水的出水口、入水口、管路和阀门，所述远端温度传感器、电导率传感器、基础温度传感器连接数据传输接口。

2.根据权利要求1所述的一种船载表层温盐测量仪，其特征在于，所述水密壳体包括四个阀门，第一阀门及其管路连接水密壳体上方的出水口，第二阀门、第三阀门及各自管路组合连接水密壳体下方的入水口，第二阀门作为淡水入口，第三阀门作为海水样品入口，所述入水口还设有第四阀门用于可以实现废水排除，所述四个阀门组合使用实现海水进样、电导池清洗以及废水排放三个工作流程。

3.根据权利要求2所述的一种船载表层温盐测量仪，其特征在于，所述第一阀门的管路通向附加传感器的样品口。

4.根据权利要求1所述的一种船载表层温盐测量仪，其特征在于，所述电导率传感器上还设有防止生物附着的防污塞，防止生物附着污染电导率传感器。

5.根据权利要求1所述的一种船载表层温盐测量仪，其特征在于，所述水密壳体设有打压测试接口。

6.使用权利要求1-4任一项所述船载表层温盐测量仪的测量系统，其特征在于，包括船侧的海水入口、连接海水入口管路的蠕动泵，所述蠕动泵通过水压变送器连接到水密壳体的第三阀门，所述远端温度传感器位于海水入口管路；还包括淡水进口，所述淡水进口通过管路连接到水密壳体的第二阀门；所述远端温度传感器、电导率传感器、基础温度传感器通过数据传输接口连接航行接口盒，将经纬度信息附加到温盐测量数据上形成完整的数据流并发送至上位机。

7.根据权利要求6所述的一种船载表层温盐测量系统，其特征在于，所述船侧的海水入口设有船侧截止阀，所述远端温度传感器位于船侧截止阀与蠕动泵的管路中。

8.根据权利要求6所述的一种船载表层温盐测量系统，其特征在于，所述水压变送器与第三阀门之间还设有气泡去除器。

9.根据权利要求6所述的一种船载表层温盐测量系统，其特征在于，所述蠕动泵设有两个，2个蠕动泵交替工作；通往第三阀门的管路上还设有冗余进水管。

10.根据权利要求6所述的一种船载表层温盐测量系统，其特征在于，还设有附加传感器，所述附加传感器的样品口连接水密壳体的第一阀门，所述附加传感器的淡水口连接所述淡水进口，所述附加传感器还设有备用出水口。