CN209604820U - 半抛弃式海洋坐底三脚架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半抛弃式海洋坐底三脚架，包括浮体、三脚架和抛弃底座，浮体与三脚架顶部通过凯夫拉绳相连，三脚架上设有两个垂向放置且释放口朝下的声学释放器，两个声学释放器的释放口通过凯夫拉绳相连，且中间穿有一个套环，抛弃底座为三角框架结构，连接在三脚架底部，抛弃底座中心螺接一个顶部具有U形连接套的长螺钉，U形连接套与套环通过凯夫拉绳相连。本实用新型结构简单，稳定性好，不易倾覆，对海流影响弱从而保证观测数据的可靠性，且下放和回收过程操作简单易行，可作为平台搭载各种海洋要素传感器进行深海海底长期观测，并可在回收时测量海洋全水深剖面观测数据。

Description

半抛弃式海洋坐底三脚架

技术领域

本实用新型涉及海洋观测与应用技术领域，具体涉及一种半抛弃式海洋坐底三脚架。

背景技术

海洋底层是介于海洋内部与海床之间，是海底地壳和海洋内部发生物质和能量交换的主要区域。在海洋底层，沉积物中的各种矿物质、溶解氧以及地球内部释放的地热流通过海洋底层流体输运到海洋内部，而底层海水又可以通过海床裂隙渗入到地壳中。海洋底层海水在潮汐以及海底地热等条件的影响下，与海底地形发生相互作用，形成底层独特而复杂的水文动力结构，这些复杂的动力过程又会进一步影响深海沉积物、溶解氧、甲烷以及营养盐的成分、分布及输运过程。因此，对海洋底层是认识全球水圈--生物圈--岩石圈物质能量的交换与循环、探寻海底极端物理环境下生态系统的发育和深海成矿过程的关键区域。

相对于海洋中上层区域，海洋底层一般深度大、压强高、无光照、且地形复杂，如此恶劣条件以及相应的观测技术的限制，导致目前海洋界对于海洋底层特别是水文过程的观测技术、仪器和观测数据相对较少。例如，传统的湍流微结构观测仪一般主要应用于海洋上层500 米范围的水文数据观测，而CTD(温盐深观测仪)等传统观测仪器携带的水文传感器由于安全性而不能进行海洋坐底观测。少数全水深观测设备(如全水深CTD)需要连接钢缆通过船载绞车进行收放，其收放方式复杂，需要投入较大的人力和物力成本，不利于对深海海底的观测。

随着人们对海洋的认识和深海海底观测需求的不断提升，迫切需要一种造价低、使用简单、可长时间进行深海海底观测、同时也可进行海洋全水深剖面数据测量的观测装置，以实现人们对海洋底层环境的认识和进一步利用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种半抛弃式海洋坐底三脚架，可作为平台搭载各种海洋要素传感器进行深海海底长期观测，并可在回收时测量海洋全水深剖面观测数据。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种半抛弃式海洋坐底三脚架，包括浮体、三脚架和抛弃底座，浮体与三脚架顶部通过凯夫拉绳相连，三脚架上设有两个垂向放置且释放口朝下的声学释放器，两个声学释放器的释放口通过凯夫拉绳相连，且中间穿有一个套环，抛弃底座为三角框架结构，连接在三脚架底部，抛弃底座中心螺接一个顶部具有U形连接套的长螺钉，U形连接套与套环通过凯夫拉绳相连。

进一步地，所述的浮体包括一个或多个浮球、以及安装在其上的无线电信标机和闪光灯，多个浮球之间通过凯夫拉绳相连。

进一步地，所述的浮球采用深海玻璃浮球或者深海陶瓷浮球。

进一步地，所述的三脚架包括三条支撑脚杆以及若干条水平支杆一，三条支撑脚杆顶端连接在一起，下端分别与抛弃底座的三个角连接，水平支杆一呈上下两层布置在三条支撑脚杆之间，两个声学释放器安装在水平支杆一上。

进一步地，所述的抛弃底座包括正三角形框架和中心圆板，中心圆板通过若干水平支杆二与正三角形框架相连，中心圆板中心开有与长螺钉螺接的螺纹孔，正三角形框架三个角的底部各装有一个配重块。

进一步地，所述的支撑脚杆底部为U形分叉，所述的正三角形框架三个角为弧形圆杆，当向下拧紧长螺钉时，连接U形连接套和套环的凯夫拉绳被拉紧，使得支撑脚杆底部与正三角形框架三个角压紧。这种等弧形对弧形的接触方式，便于二者的自动对正。

进一步地，所述的支撑脚杆底部为圆弧形，所述的正三角形框架三个角为弧形凹槽，当向下拧紧长螺钉时，连接U形连接套和套环的凯夫拉绳被拉紧，使得支撑脚杆与正三角形框架三个角压紧。

进一步地，所述的三脚架的支撑脚杆或/和水平支杆上装有至少一个海洋环境要素探测仪器。海洋环境要素探测仪器可为CTD、ADCP、ADV、快温探头、海流计、浊度计、溶解氧传感器等，用来进行海洋数据的观测与保存。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：

1、采用三脚架结构，结构简单，稳定性好不易倾覆，对海流影响弱，从而保证观测数据的可靠性；

2、下放回收过程操作简单易行，可作为平台搭载各种海洋要素传感器进行深海海底长期观测，并可在回收时得到海洋全水深剖面观测数据。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例三脚架部分的结构示意图；

图3为本实用新型实施例抛弃底座部分的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三角架测得的离海底0.5米处温度变化曲线图。

图5为本实用新型实施例浮体和三脚架上浮过程的速度变化曲线图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例的一种半抛弃式海洋坐底三脚架，主要由浮体1、三脚架2和抛弃底座3三部分组成。浮体1与三脚架2顶部通过凯夫拉绳104相连，抛弃底座3连接在三脚架2底部。

浮体1包括四个直径0.75米的空心玻璃浮球101，串联在凯夫拉绳104上，其中，顶部浮球101上装配有无线电信标机102和闪光灯103，便于回收时的位置确定。凯夫拉绳104的总绳长为15米。

如图2所示，三脚架2主要由3条支撑脚杆201以及8条水平支杆一202组成，8条水平支杆一202分为上下两层布置在支撑脚杆201中段。位于三脚架2中间水平支杆一202上装有两个声学释放器203，两个释放器均垂向放置且释放口朝下，两个释放口通过凯夫拉绳相连，且中间穿有1个套环204。

如图3所示，抛弃底座3主要由正三角形框架301和中心圆板302组成，中心圆板302通过3条水平支杆二303与正三角形框架301相连。中心圆板302中心开有螺纹孔，通过长螺钉304与U形连接套305相连，U形连接套305包括固定在长螺钉304上圆板、以及固定在圆板上的倒U型环。U形连接套305与套环204通过凯夫拉绳相连。正三角形框架301三个角的底部各装有一个配重块306。

三脚架2的支撑脚杆201与抛弃底座3的正三角形框架301三个角的接触方式为：支撑脚杆201底部为U形分叉，对应正三角形框架301三个角为弧形圆杆，或者支撑脚杆201底部为圆弧形，对应正三角形框架301三个角为弧形凹槽。当拧紧连接中心圆板302和U形连接套305的长螺钉304时，连接声学释放器203和抛弃底座3的凯夫拉绳被拉紧，同时也使得支撑脚杆201与抛弃底座3的正三角形框架301三个角压紧。这种等弧形对弧形的接触方式，便于二者的自动对正。

三脚架2的支撑脚杆201上装有多个海洋环境要素探测仪器205，(1个CTD、1个ADCP、 1个ADV、10个快温探头)，用来进行海洋数据的观测与保存。

利用本实施例的半抛弃式海洋坐底三脚架的具体使用步骤为：

(1)根据系统整体重力、三脚架2的重力来确定浮体1所需的浮力，确定浮球101的大小和数目分别为0.75米和4个；

(2)拧紧连接中心圆板302和U形连接套305的长螺钉304，确保连接声学释放器203和抛弃底座3的凯夫拉绳被拉紧，以及支撑脚杆201与抛弃底座3的正三角形框架301三个角压紧；

(3)行船至待南海中部观测站位(水深约为1561米)，将半抛弃式海洋坐底三脚架上各个观测传感器器开启，通过船载龙门吊将半抛弃式海洋坐底三脚架下放到待观测位置开始观测，图4为CTD测得的离海底0.5米处温度在约3小时内的变化曲线；

(4)待半抛弃式海洋坐底三脚架在海底完成预定时长(30天)的观测后，再次行船至观测站位，开启声学释放器203加甲板单元的释放信号，两个声学释放器203的释放口打开，与之相连的凯夫拉绳脱落，抛弃底座3与三脚架2松开，抛弃底座3在重力作用下继续停留在海底，三脚架2在浮体1的浮力作用下上浮至海面，图5为浮体1和三脚架2上浮过程的速度变化曲线图；

(5)通过浮球101上的无线电信标机102、闪光灯103确定浮体1和三脚架2的具体位置并进行打捞上船，从而可获得该站位海底30天的连续观测数据以及回收过程中所得到的全水深剖面数据。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.一种半抛弃式海洋坐底三脚架，其特征在于：包括浮体(1)、三脚架(2)和抛弃底座(3)，浮体(1)与三脚架(2)顶部通过凯夫拉绳(104)相连，三脚架(2)上设有两个垂向放置且释放口朝下的声学释放器(203)，两个声学释放器(203)的释放口通过凯夫拉绳相连，且中间穿有一个套环(204)，抛弃底座(3)为三角框架结构，连接在三脚架(2)底部，抛弃底座(3)中心螺接一个顶部具有U形连接套(305)的长螺钉(304)，U形连接套(305)与套环(204)通过凯夫拉绳相连。

2.根据权利要求1所述的一种半抛弃式海洋坐底三脚架，其特征在于：所述的浮体(1)包括一个或多个浮球(101)、以及安装在其上的无线电信标机(102)和闪光灯(103)，多个浮球(101)之间通过凯夫拉绳相连。

3.根据权利要求2所述的一种半抛弃式海洋坐底三脚架，其特征在于：所述的浮球(101)采用深海玻璃浮球或者深海陶瓷浮球。

4.根据权利要求1所述的一种半抛弃式海洋坐底三脚架，其特征在于：所述的三脚架(2)包括三条支撑脚杆(201)以及若干条水平支杆一(202)，三条支撑脚杆(201)顶端连接在一起，下端分别与抛弃底座(3)的三个角连接，水平支杆一(202)呈上下两层布置在三条支撑脚杆(201)之间，两个声学释放器(203)安装在水平支杆一(202)上。

5.根据权利要求4所述的一种半抛弃式海洋坐底三脚架，其特征在于：所述的抛弃底座(3)包括正三角形框架(301)和中心圆板(302)，中心圆板(302)通过若干水平支杆二(303)与正三角形框架(301)相连，中心圆板(302)中心开有与长螺钉(304)螺接的螺纹孔，正三角形框架(301)三个角的底部各装有一个配重块(306)。

6.根据权利要求5所述的一种半抛弃式海洋坐底三脚架，其特征在于：所述的支撑脚杆(201)底部为U形分叉，所述的正三角形框架(301)三个角为弧形圆杆，当向下拧紧长螺钉(304)时，连接U形连接套(305)和套环(204)的凯夫拉绳被拉紧，使得支撑脚杆(201)底部与正三角形框架(301)三个角压紧。

7.根据权利要求5所述的一种半抛弃式海洋坐底三脚架，其特征在于：所述的支撑脚杆(201)底部为圆弧形，所述的正三角形框架(301)三个角为弧形凹槽，当向下拧紧长螺钉(304)时，连接U形连接套(305)和套环(204)的凯夫拉绳被拉紧，使得支撑脚杆(201)底部与正三角形框架(301)三个角压紧。

8.根据权利要求1所述的一种半抛弃式海洋坐底三脚架，其特征在于：所述的三脚架(2)的支撑脚杆(201)或/和水平支杆一(202)上装有至少一个海洋环境要素探测仪器(205)。