CN211012952U - 自沉浮式海洋观测平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自沉浮式海洋观测平台，其包括压缩气瓶、储气单元、第一电磁阀、第二电磁阀以及控制系统；压缩气瓶设有与压缩气瓶内相通的第一通气口，第一电磁阀设置在第一通气口上；储气单元与压缩气瓶连接设置，储气单元设有储气空间，储气空间与第一出气口连通设置，储气单元上开设有与储气空间相通的第二通气口，第二电磁阀设置在第二通气口上；第一电磁阀和第二电磁阀均与控制系统电信号连接。本装置由于采用压缩气体作为上浮的动力源，即使废弃到海洋中也不会对环境产生污染。

Description

自沉浮式海洋观测平台

技术领域

本实用新型涉及一种自沉浮式海洋观测平台。

背景技术

ARGO浮标是一种用于检测海洋相关数据的测量设备，也叫剖面自动循环探测仪；现有的ARGO浮标通过液压活塞泵把油注入或吸入位于浮标底部的外部皮囊来改变整体体积，通过改变浮标的整体密度，来上升或者沉入在不同深度海域中，由于ARGO浮标需要承受深海的高压，需要特殊的设计来加强整体耐压性和密封性；另外，现有的ARGO浮标主要采用电池作为液压活塞泵的动力来源，电池用完后，整个ARGO浮标被废弃后，电池容易对环境造成污染。可见现有的ARGO浮标存在着结构复杂、制造成本高以及不够环保的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自沉浮式海洋观测平台，解决上述现有技术问题中的一个或多个。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种自沉浮式海洋观测平台，其包括压缩气瓶、储气单元、第一电磁阀、第二电磁阀以及控制系统；其中，压缩气瓶设有与压缩气瓶内相通的第一通气口，第一电磁阀设置在第一通气口上；储气单元与压缩气瓶连接设置，储气单元设有储气空间，储气空间与第一通气口连通设置，储气单元上开设有与储气空间相通的第二通气口，第二电磁阀设置在第二通气口上；第一电磁阀和第二电磁阀均与控制系统电信号连接；储气空间为形成在储气单元上朝向第一通气口的一侧的凹陷腔体，且第一通气口的喷气方向设置成朝向凹陷腔体。

这样，预先将压缩气瓶充满压缩气体；将本装置放入到海水中，然后控制系统指令第二电磁阀处于导通状态，使得第二通气口与储气单元的储气空间导通，海水从第二通气口进入到储气空间内，储气单元的浮力消失，整个装置开始下沉，由于海水的密度会随着深度的增加而增大，直到整个装置下潜到预设深度的海域(可预先根据所想要达到的深度通过计算来设计整个装置的密度)，该预设深度的海域的密度与整个装置的密度相等，整个装置停止下沉，在装置下沉的过程中，通过搭载的仪器设备来工作(例如采集海洋信息)，当工作完成后，控制系统指令第一电磁阀处于导通状态，压缩气体从压缩气瓶内由第一通气口喷灌到储气单元的储气空间内，同时将海水从第二通气口排出，储气单元的浮力恢复，由于储气单元与压缩气瓶连接设置，储气单元带着整个装置上浮到海平面上，使用者然后将本装置回收；本装置由于采用压缩气体作为上浮的动力源，即使废弃到海洋中也不会对环境产生污染；此外，由于储气空间为形成在储气单元上朝向第一通气口的一侧的凹陷腔体，且第一通气口的喷气方向设置成朝向凹陷腔体，当气体从压缩气瓶由第一通气口喷灌到储气空间内后，实现了恢复储气单元的浮力。

在一些实施方式中，还包括连接杆；储气单元设置为罩壳状，储气单元罩盖在第一通气口上方，储气单元通过连接杆与压缩气瓶连接设置；且储气单元与压缩气瓶之间设置有缝口，缝口与储气空间相连通。

这样，当需要上浮时，控制系统指令第一电磁阀来控制第一通气口的开启，也指令第二电磁阀将第二通气口关闭，压缩气瓶由第一通气口喷灌到储气空间内，然后气体会将海水从储气空间经由缝口排出，直至将储气空间内灌满空气，从而实现了恢复储气单元的浮力；具有结构简单的特点。

在一些实施方式中，储气单元设置呈半球状，缝口为沿储气单元的边缘延伸的环形开口。

这样，由于储气单元设置呈半球状，且缝口为沿储气单元的边缘延伸的环形开口，使得缝口均匀对称地沿着沿储气单元的边缘分布，当海水从缝口排出时，所产生的反向推力均匀地分布在呈环形开口状的缝口上，避免了将所产生的反向推力集中在储气单元的单一方位上，从而尽可能少地使本装置产生晃动。

在一些实施方式中，缝口设置成朝向压缩气瓶。

这样，当本装置放入海水后，由于储气单元产生浮力，压缩气瓶产生重力，本装置的姿态在浮力和重力的作用下，调整为储气单元在重力方向的上方，压缩气瓶在重力方向的下方；这样，当整个装置需要上浮时，控制系统指令第一电磁阀来控制第一通气口的开启，也指令第二电磁阀将第二通气口关闭，压缩气瓶由第一通气口喷灌到储气空间内，然后气体会将海水从储气空间经由缝口排出；由于储气单元在压缩气瓶的上方，且缝口设置成朝向压缩气瓶，当水从储气空间内排出后，形成“储气空间在上方，缝口在下方”的“倒扣”形态，空气被封锁在储气空间内；这样，当水从储气空间内排出后，被封锁在储气空间内的空气持续为储气单元提供浮力，无需再持续为储气空间补充气源，从而节约了压缩气瓶内的压缩气源。

在一些实施方式中，还包括油囊、第四电磁阀、真空容纳腔室和深度监测模块；其中，油囊设置在压缩气瓶的外部，真空容纳腔室设置在压缩气瓶内，且油囊与真空容纳腔室相连通；第四电磁阀和深度监测模块均与控制系统电信号连接，第四电磁阀设置在油囊与真空容纳腔室之间，以控制油囊与真空容纳腔室的贯通或闭合。

这样，当装置下沉到预定深度，所搭载的仪器完成工作后；控制系统指令第四电磁阀处于开启状态，由于油囊设置在压缩气瓶的外部，油囊在海水的压强作用下，体积收缩，油囊内的液压油通过第四电磁阀进入到真空容纳腔室，在这个过程中，由于油囊的体积收缩变小，所以整个装置的体积变小，相应地整个装置的密度变大，那么整个装置开始进一步下沉，当深度监测模块监测到装置下沉到预定深度后，控制系统指令第四电磁阀处于关闭状态，油囊的体积停止收缩，那么相应地整个装置的密度停止变化，整个装置停在预定深度的海域，然后所搭载的仪器继续工作；如果还需要进一步下沉，继续前述的步骤；从而使得本装置具备了进一步下沉的功能。

在一些实施方式中，还包括气瓶充气接头；气瓶充气接头设置在压缩气瓶上，且与压缩气瓶内相连通。

这样，当本装置的压缩气瓶中的压缩气体用完时，可以通过气瓶充气接头来充入压缩气体，使得本装置具备了循环使用的特点。

在一些实施方式中，还包括海洋数据检测模块和数据存储模块；海洋数据检测模块和数据存储模块电信号连接，数据存储模块与控制系统电信号连接。

这样，使得本装置具备了收集海水信息的功能，并将相关信息存储在数据存储模块中。

在一些实施方式中，还包括卫星通讯系统，卫星通讯系统与控制系统和数据存储模块电信号连接。

这样，当本装置收集完数据上浮到海平面后，控制系统指令将数据存储模块中的数据通过卫星通讯系统发送到监控平台上。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的自沉浮式海洋观测平台；

图2为图1所示的自沉浮式海洋观测平台的轴侧视图；

图3为图1所示的自沉浮式海洋观测平台初始时漂浮在海面上时的示意图；

图4为图1所示的自沉浮式海洋观测平台开始下潜的示意图；

图5为图4所示的自沉浮式海洋观测平台进一步下潜的示意图；

图6为图5所示的自沉浮式海洋观测平台更进一步下潜的示意图；

图7为图1所示的自沉浮式海洋观测平台处于上浮状态的示意图。

附图标号：

1-压缩气瓶、2-储气单元、3-第一电磁阀、4-第二电磁阀、41-连接杆、43- 缝口、44-油囊、5-真空容纳腔室、6-卫星通讯系统、7-第四电磁阀

具体实施方式

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。

图1至图7示意性的显示了本实用新型一种实施方式的自沉浮式海洋观测平台的结构。

如图1至图7所示，该自沉浮式海洋观测平台包括压缩气瓶1、储气单元2、第一电磁阀3、第二电磁阀4以及控制系统；其中，压缩气瓶1设有与压缩气瓶1内相通的第一通气口，第一电磁阀3设置在第一通气口上；储气单元2与压缩气瓶1连接设置，储气单元2设有储气空间，储气空间与第一通气口连通设置，储气单元2上开设有与储气空间相通的第二通气口，第二电磁阀4设置在第二通气口上；第一电磁阀3和第二电磁阀4均与控制系统电信号连接；储气空间为形成在储气单元2上朝向第一通气口的一侧的凹陷腔体，且第一通气口的喷气方向设置成朝向凹陷腔体。

工作过程，预先将压缩气瓶1充满压缩气体；将本装置放入到海水中，然后控制系统指令第二电磁阀4处于导通状态，使得第二通气口与储气单元2的储气空间导通，海水从第二通气口进入到储气空间内，储气单元2 的浮力消失，整个装置开始下沉，由于海水的密度会随着深度的增加而增大，直到整个装置下潜到预设深度的海域(可预先根据所想要达到的深度通过计算来设计整个装置的密度)，该预设深度的海域的密度与整个装置的密度相等，整个装置停止下沉，在装置下沉的过程中，通过搭载的仪器设备来工作(例如采集海洋信息)，当工作完成后，控制系统指令第一电磁阀 3处于导通状态，压缩气体从压缩气瓶1内由第一通气口喷灌到储气单元2 的储气空间内，同时将海水从第二通气口排出，储气单元2的浮力恢复，由于储气单元2与压缩气瓶1连接设置，储气单元2带着整个装置上浮到海平面上，使用者然后将本装置回收；本装置由于采用压缩气体作为上浮的动力源，即使废弃到海洋中也不会对环境产生污染；此外，由于储气空间为形成在储气单元2上朝向第一通气口的一侧的凹陷腔体，且第一通气口的喷气方向设置成朝向凹陷腔体，当气体从压缩气瓶1由第一通气口喷灌到储气空间内后，实现了恢复储气单元2的浮力。

在本实施例中，还包括连接杆41；储气单元2设置为罩壳状，储气单元2罩盖在第一通气口上方，储气单元2通过连接杆41与压缩气瓶1连接设置；且储气单元2与压缩气瓶1之间设置有缝口43，缝口43与储气空间相连通。

这样，当需要上浮时，控制系统指令第一电磁阀3来控制第一通气口的开启，也指令第二电磁阀4将第二通气口关闭，压缩气瓶1由第一通气口喷灌到储气空间内，然后气体会将海水从储气空间经由缝口43排出，直至将储气空间内灌满空气，从而实现了恢复储气单元2的浮力；具有结构简单的特点。

在本实施例中，储气单元2设置呈半球状，缝口43为沿储气单元2的边缘延伸的环形开口。

这样，由于储气单元2设置呈半球状，且缝口43为沿储气单元2的边缘延伸的环形开口，使得缝口43均匀对称地沿着沿储气单元2的边缘分布，当海水从缝口43排出时，所产生的反向推力均匀地分布在呈环形开口状的缝口43上，避免了将所产生的反向推力集中在储气单元2的单一方位上，从而尽可能少地使本装置产生晃动。

在本实施例中，缝口43设置成朝向所述压缩气瓶1。

这样，当本装置放入海水后，由于储气单元2产生浮力，压缩气瓶1 产生重力，本装置的姿态在浮力和重力的作用下，调整为储气单元2在重力方向的上方，压缩气瓶1在重力方向的下方；这样，当整个装置需要上浮时，控制系统指令第一电磁阀3来控制第一通气口的开启，也指令第二电磁阀4将第二通气口关闭，压缩气瓶1由第一通气口喷灌到储气空间内，然后气体会将海水从储气空间经由缝口43排出；由于储气单元2在压缩气瓶1的上方，且缝口43设置成朝向所述压缩气瓶1，当水从储气空间内排出后，形成“储气空间在上方，缝口43在下方”的“倒扣”形态，空气被封锁在储气空间内；这样，当水从储气空间内排出后，被封锁在储气空间内的空气持续为储气单元2提供浮力，无需再持续为储气空间补充气源，从而节约了压缩气瓶1内的压缩气源。

在本实施例中，还包括油囊44、第四电磁阀7、真空容纳腔室5和深度监测模块；其中，油囊44设置在压缩气瓶1的外部，真空容纳腔室5设置在压缩气瓶1内，且油囊44与真空容纳腔室5相连通；第四电磁阀7和深度监测模块均与控制系统电信号连接，第四电磁阀7设置在油囊44与真空容纳腔室5之间，以控制油囊44与真空容纳腔室5的贯通或闭合。

这样，当装置下沉到预定深度，所搭载的仪器完成工作后；控制系统指令第四电磁阀7处于开启状态，由于油囊44设置在压缩气瓶1的外部，油囊44在海水的压强作用下，体积收缩，油囊44内的液压油通过第四电磁阀7进入到真空容纳腔室5，在这个过程中，由于油囊44的体积收缩变小，所以整个装置的体积变小，相应地整个装置的密度变大，那么整个装置开始进一步下沉，当深度监测模块监测到装置下沉到预定深度后，控制系统指令第四电磁阀7处于关闭状态，油囊44的体积停止收缩，那么相应地整个装置的密度停止变化，整个装置停在预定深度的海域，然后所搭载的仪器继续工作；如果还需要进一步下沉，继续前述的步骤；从而使得本装置具备了进一步下沉的功能。

在本实施例中，还包括气瓶充气接头；气瓶充气接头设置在压缩气瓶1 上，且与压缩气瓶1内相连通。这样，当本装置的压缩气瓶1中的压缩气体用完时，可以通过气瓶充气接头来充入压缩气体，使得本装置具备了循环使用的特点。

在本实施例中，还包括海洋数据检测模块和数据存储模块；海洋数据检测模块和数据存储模块电信号连接，数据存储模块与控制系统电信号连接。详细地，海洋数据检测模块的具体类型可以是溶解氧探测器、叶绿素探测器、营养物探测器、pH探测器等等。这样，使得本装置具备了收集海水信息的功能，并将相关信息存储在数据存储模块中。

在本实施例中，还包括卫星通讯系统6，卫星通讯系统6与控制系统和数据存储模块电信号连接。这样，当本装置收集完数据上浮到海平面后，控制系统指令将数据存储模块中的数据通过卫星通讯系统6发送到监控平台上。

以上所述的仅是本实用新型的一种实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.自沉浮式海洋观测平台，其特征在于，包括压缩气瓶、储气单元、第一电磁阀、第二电磁阀以及控制系统；

其中，所述压缩气瓶设有与压缩气瓶内相通的第一通气口，所述第一电磁阀设置在所述第一通气口上；

所述储气单元与所述压缩气瓶连接设置，储气单元设有储气空间，所述储气空间与所述第一通气口连通设置，所述储气单元上开设有与所述储气空间相通的第二通气口，所述第二电磁阀设置在所述第二通气口上；

所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均与所述控制系统电信号连接；

所述储气空间为形成在所述储气单元上朝向所述第一通气口的一侧的凹陷腔体，且所述第一通气口的喷气方向设置成朝向所述凹陷腔体。

2.根据权利要求1所述的自沉浮式海洋观测平台，其特征在于，还包括连接杆；

所述储气单元设置为罩壳状，储气单元罩盖在所述第一通气口上方，所述储气单元通过所述连接杆与所述压缩气瓶连接设置；

所述储气单元与所述压缩气瓶之间设置有缝口，所述缝口与所述储气空间相连通。

3.根据权利要求2所述的自沉浮式海洋观测平台，其特征在于，所述储气单元设置呈半球状，所述缝口为沿储气单元的边缘延伸的环形开口。

4.根据权利要求2所述的自沉浮式海洋观测平台，其特征在于，所述缝口设置成朝向所述压缩气瓶。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的自沉浮式海洋观测平台，其特征在于，还包括油囊、第四电磁阀、真空容纳腔室和深度监测模块；

其中，所述油囊设置在所述压缩气瓶的外部，所述真空容纳腔室设置在所述压缩气瓶内，且所述油囊与所述真空容纳腔室相连通；

所述第四电磁阀和所述深度监测模块均与所述控制系统电信号连接，第四电磁阀设置在所述油囊与所述真空容纳腔室之间，以控制油囊与真空容纳腔室的贯通或闭合。

6.根据权利要求1所述的自沉浮式海洋观测平台，其特征在于，还包括气瓶充气接头；所述气瓶充气接头设置在所述压缩气瓶上，且与压缩气瓶内相连通。

7.根据权利要求1所述的自沉浮式海洋观测平台，其特征在于，还包括海洋数据检测模块和数据存储模块；

所述海洋数据检测模块和所述数据存储模块电信号连接，数据存储模块与所述控制系统电信号连接。

8.根据权利要求7所述的自沉浮式海洋观测平台，其特征在于，还包括卫星通讯系统，所述卫星通讯系统与所述控制系统和所述数据存储模块电信号连接。

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