CN212500901U - 一种多功能海洋水域环境监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种多功能海洋水域环境监测装置，包括抗浪制荡浮体、固定在抗浪制荡浮体上部的层叠耐腐蚀机架以及连接在抗浪制荡浮体底部的锚定机构，抗浪制荡浮体上设有多个分浪发电卸荷通道和用于抑制抗浪制荡浮体瞬态振荡及平衡上下压力的制荡承荷桨叶，分浪发电卸荷通道的进水口位于抗浪制荡浮体的周围或侧上部，其出水口位于抗浪制荡浮体的底部，制荡承荷桨叶位于抗浪制荡浮体的底部，抗浪制荡浮体上还设有多个与数据采集控制器电连接的监测仪和传感器。本实用新型是集海洋水域污染预测及防治、水产养殖及捕捞、海洋气象灾害预报、航道交通及管理执法、海洋工程及资源开发、海洋安全及军事护卫及海洋科学研究等多功能为一体的海洋水域综合性实时连续监测装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种海洋环境监测装置，特别是涉及多功能海洋水域环境监测装置。
背景技术
我国海洋和内陆水域面积大，长达18000km的海岸线和约300万平方公里的海域面积给我国带来了弥足珍贵的渔业资源和各类矿物及油气资源。但随着人类的经济发展，海洋运输及海洋油、气、金属矿产资源的开采，加之人类生活垃圾污泥及工业废弃物的海洋倾倒，以及内陆的各大水系和漫长海岸线的水体的流入，部分传统渔场已无鱼可捕、红蓝藻类泛滥，致使我国海洋水域环境的环保问题面临着极其严峻的考验，这对海洋及水域环保监测科技工作者们也提出了极高的挑战。另一方面，我国辖属海洋大区域周边各国对海洋资源利益的争夺倾轧，亦将造成海洋环境难以预期的影响，目前尚缺少一种可对海洋环境实施有效的实时监测追踪、并能及时协助海洋安全防卫的基础设施。
当前，现有的先进的海洋环境监测需依赖间隙性的手段诸如卫星遥感、航空遥感、船舶监测及专业性的设施诸如海洋站、海岛站、岸基、雷达和浮标/航标灯等诸多监测设施及手段进行综合性评估分析判断，以实现对大面积水域进行监测，但诸多间隙性高空遥感及有限数的专业性设施的综合,显然缺少对海洋环境的真实有效的实时监控，更加难以实时监测追踪大区域海洋各国不同利益倾轧掠夺造成的海洋环境影响。
另一方面，就海洋环境监测设施来说，在当前现有的诸多监测手段中，公知的海洋浮标是长期连续较准确搜集部分专业数据的设备，但海洋浮标需要长期连续准确搜集数据的前提，是必须保证海洋浮标的自身稳定性、抗风浪冲击能力、抗污抗腐蚀能力和自主持续供电能力，同时还必须对高温和高盐分潮湿环境有较强的适应性。而目前先进水平的海洋浮标尚存在以下问题；其一，耐腐蚀性有待提高，维护费用高。其二，多配有限蓄电池并采用风能或太阳能或波浪能发电，但风力和太阳能发电的局限性可能造成环境监测设备的不连续，同时影响海洋浮标的抗风浪能力，而现有的波浪能发电装置在较好水域或海况时发电不连续，可能存在监测断电的问题。其三，多采用圆盘状浮标以提高其抗风浪冲击能力，但其抗风浪能力及稳定性仍有待提高。其四，数据易出偏差，因为天气和海况的各种复杂因素会造成海洋浮标等无法准确的采集数据，非常不利于环境环保监测。再者，功能较专业单调，无法胜任大区域海洋环境实时综合性全面监测，其功能及机构设计特征均不适应于组建海洋环境监测网，更不能承担协助海域安全防卫监测的责任。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有高稳定性和强抗风浪能力适应海洋环境、可准确连续采集海洋环境监测数据、适用于大区域海洋环境实时多功能综合性监测组网，并且可同时协助海洋环境安全防卫监测、集多行业数据为一体的多功能海洋水域环境监测装置。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种多功能海洋水域环境监测装置，包括抗浪制荡浮体、固定在抗浪制荡浮体上部的层叠耐腐蚀机架以及连接在抗浪制荡浮体底部的锚定机构，所述抗浪制荡浮体上设有多个分浪发电卸荷通道和用于抑制抗浪制荡浮体瞬态振荡及平衡上下压力的制荡承荷桨叶，所述分浪发电卸荷通道的进水口位于抗浪制荡浮体的周围或侧上部，其出水口位于抗浪制荡浮体的底部，所述制荡承荷桨叶位于抗浪制荡浮体的底部，所述抗浪制荡浮体上还设有多个与数据采集控制器电连接的监测仪和传感器。
分浪发电卸荷通道出水口的水流可形成对制荡承荷桨叶的随波浪流向的冲击，保证抗浪制荡浮体的上下受力均匀，可快速调整抗浪制荡浮体的倾斜角和分浪性能，保证抗浪制荡浮体的平衡稳定。
进一步，所述制荡承荷桨叶为可围绕中轴转动的单数桨叶，桨叶为抗浪制荡浮体调整重心的同时，转动增加轴稳定性。
进一步，所述监测仪和传感器包括用于水文监测的温盐深传感器、波浪传感器、海流计和用于水质及污染监测的浊度传感器、荧光溶解氧仪、双波长紫外分析仪（COD/BOD/TOC）、PH/OPR计、氨氮离子传感器、硝酸根离子传感器、重金属离子传感器、水中油传感器、总氮分析仪、总磷分析仪、叶绿素荧光仪、悬浮物传感器和用于气象监测的风向风速传感器、温湿度传感器、大气压力传感器、雨量传感器、能见度仪和用于水面生物监测的微波雷达、红外传感器、水上视频监控和用于水下生物监测的回声测深仪、回声鱼探仪、水下侧扫声呐、水下视频监控和用于监测海水核污染的水下辐射检测仪；所述温盐深传感器（CTD）、海流计、水下侧扫声呐探头、水下视频监控探头位于抗浪制荡浮体的底部或与锚定机构连接；所述浊度传感器、荧光溶解氧仪、双波长紫外分析仪（COD/BOD/TOC）、PH/OPR计、营养盐离子传感器（氨氮离子传感器、硝酸根离子传感器、磷酸根离子传感器）、重金属离子传感器、总氮分析仪、总磷分析仪、叶绿素荧光仪、悬浮物传感器、回声测深仪、回声鱼探仪、水下辐射检测仪与抗浪制荡浮体底部连接；所述波浪传感器位于抗浪制荡浮体的内部；所述水中油传感器、风向风速传感器、温湿度传感器、大气压力传感器、雨量传感器、能见度仪、微波雷达、红外传感器、水上视频监控分层设置在层叠耐腐机架上。
进一步，用于水质及污染、水文、气象、水面及水中监测的监测仪和传感器均与数据采集控制器以电信号连接或通信；所述数据采集控制器与卫星通信模块和/或超短波通信模块和/或CDMA模块连接，所采集数据经卫星或超短波电台或CDMA收发器与岸基监测中心和/或海洋监测平台和/或船泊监测装置和/或飞行器监测装置通信。形成集海洋水域污染预测及防治、水产养殖及捕捞、海洋气象灾害预报、航道交通及管理执法、海洋工程及资源开发及海洋安全及军事护卫和海洋科学研究为一体的多功能海洋水域综合性监测装置。
进一步，所述抗浪制荡浮体内设有设备舱和压载水舱。所述设备舱为抗浪制荡浮体中心位置设置的水密舱室；所述压载水舱设于设备舱周围，可通过电磁阀控制水流注入和通过排水泵实现压载水的排出，从而实现抗浪制荡浮体的浮沉，提升抗风浪能力以及发电能力。
进一步，所述分浪发电卸荷通道的进水口处设有波浪能发电单元。所述的波浪能发电单元可稳定持续发电储存在储供电单元内并共同为海洋/水域环境监测装置供电。
进一步，所述抗浪制荡浮体耐盐蚀抑菌抑藻泥和抗冲击性能好的氟碳树脂/硅橡胶纤维材料和/或氟碳树脂/硅橡胶金属复合材料或其它耐盐蚀材料制成；所述层叠耐腐机架采用低风阻及小受风面积的框架结构，材料优选质轻的碳纤维材料或具有防腐层的轻质合金、或其它耐盐蚀合金及复合材料。
进一步，该环境监测装置还设有与数据采集控制器电连接的卫星定位装置，所述卫星定位装置的天线设置在层叠耐腐机架的顶部。
进一步，该环境监测装置还设有压电发电机构和/或温差发电机构。
进一步，所述抗浪制荡浮体上设有用于导航及警示的航标灯或雷达发射器。
进一步，所述锚定机构包括锚、锚链和/或锚绳和/或锚索，所述锚链和/或锚绳和/或锚索上还可设有浮力机构和压载块或压载腔室；所述浮力机构可采用浮球或空腔式结构。
进一步，所述浮力机构和/或压载块或压载腔室上可设有用于水下或水质监测的一种或多种传感器，如温盐深传感器、海流计等。
本实用新型以波浪发电通道的出口水流与抗浪制荡浮体的制荡桨叶共同作用，形成抗浪制荡浮体受力的动态平衡，再辅以压载水舱实施调整抗浪制荡浮体的吃水，协同增强海洋水域环境监测装置的稳定性，提升其抗风浪能力和对不同海况的适应性；以水文、水质、气象以及水面上、水面下等多种传感器构成多功能综合性实时监测系统，适用于大区域海洋环境监测组网，不仅可用于大区域海洋环境实时综合性监测，亦可协助海洋领域安全防卫监测；可实现长期对海洋环境高数据质量的准确的过程监测，是一种集海洋水域污染预测及防治、水产养殖及捕捞、海洋气象灾害预报、航道交通及管理执法、海洋工程及资源开发、海洋安全及军事护卫及海洋科学研究等多功能为一体的海洋水域综合性实时连续监测装置。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1的剖视结构示意图；
图3为本实用新型实施例1的底部结构示意图；
图4为本实用新型实施例1的底部横向剖视结构示意图；
图5为本实用新型实施例2的结构示意图；
图6为本实用新型实施例3的结构示意图。
图中，1-自稳定载体,11-抗浪制荡浮体,111-分浪发电卸荷通道,112-制荡承荷桨叶,113-设备舱，114-压载水舱，12-层叠耐腐机架,13-锚定机构，131-锚，132-锚链，133-锚绳，134锚索，2-监测仪和传感器,201-温盐深传感器,202-波浪传感器,203-海流计,204-浊度传感器,205-荧光溶解氧仪,206-双波长紫外分析仪（COD/BOD/TOC）,207-PH/OPR计,208-氨氮离子传感器,209-硝酸根离子传感器,210-重金属离子传感器,211-水中油传感器,212-总氮分析仪,213-总磷分析仪,214-叶绿素荧光仪,215-悬浮物传感器,216-风向风速传感器,217-温湿度传感器,218-大气压力传感器,219-雨量传感器,220-能见度仪,221-微波雷达,222-红外传感器,223-水上视频监控,224-回声测深仪,225-回声鱼探仪,226-水下侧扫声呐,227-水下视频监控,228-水下辐射检测仪,229-多功能气象监测仪，3-数据采集控制器,4-卫星通信模块及天线,401-超短波通信模块及天线,402-CDMA模块及天线，5-波浪能发电单元,501-储供电单元，502-压电发电机构，6-卫星定位装置，7-航标灯，701-雷达发射器，8-浮力机构，801-压载块，802-压载腔室。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1-4所示，本实施例包括抗浪制荡浮体11、层叠耐腐机架12以及锚定机构13；所述层叠耐腐机架12与抗浪制荡浮体11顶部连接，锚定机构13与抗浪制荡浮体11底部连接；所述抗浪制荡浮体11包括八个快速分浪卸荷并以波浪发电的分浪发电卸荷通道111和用于抑制抗浪制荡浮体瞬态振荡变化及平衡上下压力的制荡承荷桨叶112，分浪发电卸荷通道111进水口位于抗浪制荡浮体11的侧上部，出水口位于抗浪制荡浮体11底部，分浪发电卸荷通道111的出水口处的水流可形成对制荡承荷桨叶12的随波浪流向的冲击，保证抗浪制荡浮体11的上下受力均匀，可快速调整抗浪制荡浮体11的倾斜角和分浪性能，保证抗浪制荡浮体11的平衡稳定。
用于海洋/水域环境水文监测的监测仪和传感器主要包括用于水文监测的温盐深传感器201、波浪传感器202、海流计203和用于水质及污染监测的浊度传感器204、荧光溶解氧仪205、双波长紫外分析仪（COD/BOD/TOC）206、PH/OPR计207、氨氮离子传感器208、硝酸根离子传感器209、重金属离子传感器210、水中油传感器211、总氮分析仪212、总磷分析仪213、叶绿素荧光仪214、悬浮物传感器215和用于气象监测的风向风速传感器216、温湿度传感器217、大气压力传感器218、雨量传感器219、能见度仪220和用于水面生物监测的微波雷达221、红外传感器222、水上视频监控223和用于水下生物监测的回声测深仪224、回声鱼探仪225、水下侧扫声呐226、水下视频监控227和用于监测海水核污染的水下辐射检测仪228；所述温盐深传感器（CTD）201、海流计203、水下侧扫声呐探头226、水下视频监控探头227与抗浪制荡浮体11底部连接；所述浊度传感器204、荧光溶解氧仪205、双波长紫外分析仪（COD/BOD/TOC）206、PH/OPR计207、氨氮离子传感器208、硝酸根离子传感器209、重金属离子传感器210、总氮分析仪212、总磷分析仪213、叶绿素荧光仪214、悬浮物传感器215、回声测深仪224、回声鱼探仪225、水下辐射检测仪228与抗浪制荡浮体11底部连接；所述波浪传感器202位于抗浪制荡浮体11内。所述水中油传感器211、风向风速传感器216、温湿度传感器217、大气压力传感器218、雨量传感器219、能见度仪220、微波雷达221、红外传感器222、水上视频监控223分层布置在层叠耐腐机架12上。
分浪发电卸荷通道的进水口处设有波浪能发电单元，所述波浪能发电单元5可稳定持续发电储存在储供电单元501内并共同为海洋/水域环境监测装置供电。
所述用于水质及污染、水文、气象、水面及水中监测的监测仪和传感器2均与数据采集控制器3以电信号连接或通信；所述的数据采集控制器3与卫星通信模块4和超短波通信模块401连接，所采集数据经卫星或超短波电台与岸基监测中心和/或海洋监测平台和/或船泊监测装置和/或飞行器监测装置通信，形成集海洋/水域污染预测及防治、水产养殖及捕捞、海洋气象灾害预报、航道交通及管理执法、海洋工程及资源开发及海洋安全及军事护卫和海洋科学研究为一体的多功能海洋/水域综合性监测装置。
所述多功能海洋/水域环境监测装置还包括卫星定位装置6，可精确定位多功能海洋/水域环境监测装置的经、纬度坐标；所述卫星定位装置6与数据采集控制器连接，卫星定位装置6天线设置在层叠耐腐机架12顶部。
所述抗浪制荡浮体内还可设有设备舱113和压载水舱114，所述设备舱113为抗浪制荡浮体11中心位置设置的水密舱室；所述压载水舱114设于设备舱113周围，可通过电磁阀控制水流注入和通过排水泵实现压载水的排出，从而实现抗浪制荡浮体11的浮沉，提升抗风浪能力以及发电能力。
所述的多功能海洋/水域环境监测装置还可设有用于导航及警示的航标灯7或雷达发射器701。
所述的抗浪制荡浮体11采用耐腐蚀性和抗冲击性能好的氟碳树脂金属复合材料制成；所述层叠耐腐机架12采用低风阻及小受风面积的框架结构，材料优选质轻的具有防腐层的铝合金。
实施例2
参照图5，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例所述的用于水质及污染、水文、气象、水面及水中监测的监测仪和传感器2均可采用多参数传感器，即用于水质pH、温度、溶氧、电导率、浊度测量的采用五参数合一的水质测量仪代替；用于气象监测的风向风速传感器216、温湿度传感器217、大气压力传感器218、雨量传感器219采用六合一的多功能气象监测仪代替；所述多功能海洋/水域环境监测装置还设有压电发电机构502，与波浪能发电单元5协同提供电能；所述的多功能海洋/水域环境监测装置还设有CDMA模块及天线402；所述了的锚定机构13包括锚131、锚链132和锚绳133，所述锚链132和锚绳133上还设有浮力机构8和压载块801；所述浮力机构可采用浮球。所述压载块801上设有用于水下和水质监测的水下侧扫声呐226和温盐深传感器201、海流计203传感器；所述抗浪制荡浮体11采用耐腐蚀性和抗冲击性能好的氟碳树脂/硅橡胶纤维材料制成，所述层叠耐腐机架12采用耐海水腐蚀的碳纤维材料制成。
其余同实施例1。
实施例3
参照图6，本实施例与实施例1的区别在于，所述抗浪制荡浮体11包括四个快速分浪卸荷并以波浪发电的分浪发电卸荷通道111和用于抑制抗浪制荡浮体瞬态振荡变化及平衡上下压力的制荡承荷桨叶112，分浪发电卸荷通道111进水口位于抗浪制荡浮体11的周围，出水口位于抗浪制荡浮体11底部，分浪发电卸荷通道111的出口水流可形成对制荡承荷桨叶12的随波浪流向的冲击，保证抗浪制荡浮体11的上下受力均匀，可快速调整抗浪制荡浮体11的倾斜角和分浪性能，保证抗浪制荡浮体11的平衡稳定；所述的制荡承荷桨叶13为可围绕中轴转动的五叶桨叶，桨叶为抗浪制荡浮体11调整重心的同时，转动增加轴稳定性；所述锚定机构13包括锚131、锚链132和锚索134，所述锚链132和锚绳133上还设有浮力机构8和压载腔体802；所述浮力机构8可采用浮力腔体；所述压载腔体802设有用于水下监测的水下侧扫声呐226，所述浮力腔体内设有温盐深传感器201。
其余同实施例1。
本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种多功能海洋水域环境监测装置，包括抗浪制荡浮体、固定在抗浪制荡浮体上部的层叠耐腐蚀机架以及连接在抗浪制荡浮体底部的锚定机构，其特征在于：所述抗浪制荡浮体上设有多个分浪发电卸荷通道和用于抑制抗浪制荡浮体瞬态振荡及平衡上下压力的制荡承荷桨叶，所述分浪发电卸荷通道的进水口位于抗浪制荡浮体的周围或侧上部，其出水口位于抗浪制荡浮体的底部，所述制荡承荷桨叶位于抗浪制荡浮体的底部，所述抗浪制荡浮体上还设有多个与数据采集控制器电连接的监测仪和传感器。
2.根据权利要求1所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：多个用于监测水质及污染、水文、气象、水面、水中情况的监测仪和传感器分别设置在抗浪制荡浮体底部和/或内部，或设置在层叠耐腐机架上，或与锚定结构连接。
3.根据权利要求1或2所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：所述抗浪制荡浮体内设有设备舱和位于设备舱周围的压载水舱。
4.根据权利要求1所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：所述分浪发电卸荷通道的进水口处设有波浪能发电单元。
5.根据权利要求2所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：所述抗浪制荡浮体采用耐盐蚀抑菌抑藻泥和抗冲击性能好的材料制成；所述层叠耐腐机架采用耐盐蚀合金材料制成。
6.根据权利要求5所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：所述抗浪制荡浮体由氟碳树脂/硅橡胶纤维材料，和/或氟碳树脂/硅橡胶金属复合材料制成；所述层叠耐腐机架采用碳纤维材料或具有防腐层的轻质合金制成。
7.根据权利要求6所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：还设有与数据采集控制器电连接的卫星定位装置，所述卫星定位装置的天线设置在层叠耐腐机架的顶部。
8.根据权利要求7所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：还设有压电发电机构和/或温差发电机构。
9.根据权利要求1所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：所述抗浪制荡浮体上设有用于导航及警示的航标灯或雷达发射器。
10.根据权利要求1所述的多功能海洋水域环境监测装置，其特征在于：所述锚定机构包括锚、锚链和/或锚绳和/或锚索，所述锚链和/或锚绳和/或锚索上还可设有浮力机构和压载块或压载腔室；所述浮力机构可采用浮球或空腔式结构；所述浮力机构和/或压载块或压载腔室上可设有用于水下或水质监测的一种或多种传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021986193.XU CN212500901U (zh) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 一种多功能海洋水域环境监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021986193.XU CN212500901U (zh) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 一种多功能海洋水域环境监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212500901U true CN212500901U (zh) | 2021-02-09 |
Family
ID=74389493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021986193.XU Active CN212500901U (zh) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 一种多功能海洋水域环境监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212500901U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111959689A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-11-20 | 长沙紫宸科技开发有限公司 | 一种多功能海洋水域环境监测装置 |
-
2020
- 2020-09-11 CN CN202021986193.XU patent/CN212500901U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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