TWM530407U - 海氣象觀測作業浮標結構改良 - Google Patents

Description

海氣象觀測作業浮標結構改良

本創作係一種海氣象觀測作業浮標結構改良，尤指一種可擴大佈放水深範圍，及增進海氣象觀測之項目及效能之浮標者。

按，為能精確且即時觀測海氣象，故相關海氣象觀測單元係將海氣象資料浮標佈設於海面，藉以觀測海浪波高、週期、波向、海面風速、風向、海溫、海面氣溫及海面氣壓等海氣象資訊。

然而，習用之海氣象資料浮標，由於其浮力不足，故其所能佈設之海洋深度範圍有限，亦即，其僅能佈設於海洋深度為一百多公尺之海床範圍，且於佈設時，因受限於其外型設計，故僅能藉由小型之船隻（如：漁船）予以拖放，而無法供工作船吊放，因此，其佈放範圍亦將受船隻所得以航行之區域所限制。

再者，習知海氣象資料浮標對於海氣象之觀測，僅有波浪、風速、風向、氣溫、水溫及大氣壓等資料，並無法予以觀測相對溼度、海流剖面、回聲強度剖面、水溫剖面及鹽度剖面等資訊，導致其觀測項目受限，進而無法完整分析海氣象，而有適應性不足之缺失。

有鑑於此，本創作人特地針對海氣象資料浮標加以研究及改良，期以一較佳設計改善上述問題，並在經過長期研發及不斷測試後，始有本創作之問世。

爰是，為達致以上目的，吾等創作人提供一種海氣象觀測作業浮標結構改良，其包含：一底座，其周緣設置至少一浮塊，該底座頂端設有一艙室，該艙室頂端設有一對應蓋合之蓋體，而該艙室內設有一資料擷取系統，該資料擷取系統設有一控制及擷取模組、一分析模組、一儲存模組；一隱藏式管路，其係埋設於該底座，該隱藏式管路之一末端係連通於該艙室；以及至少一立架，其末端組設於該底座內，而至少其一所述立架與該底座內之連接處，係連通於該隱藏式管路相對於該艙室之末端；且所述立架頂端設有至少一第一觀測裝置，所述第一觀測裝置係連結於該控制及擷取模組，該分析模組係用以分析計算所述第一觀測裝置所測得之觀測資料，並將分析後之觀測資料儲存於該儲存模組。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述第一觀測裝置係分別藉由一電性線路耦接於該控制及擷取模組，且所述電性線路係沿該其一所述立架及該隱藏式管路設置者。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述立架之截面係略呈ㄑ字型。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述立架之側緣更設有至少一握把。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述握把係呈圓弧狀設置者。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該底座係組設複數所述立架。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述相鄰之立架間分別設有一橫桿。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述橫桿更分別於其外部設有一側架。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述側架係略呈矩形。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述立架頂端更連結於一頂座，該頂座側緣環設有一頂架，該頂座係設有所述第一觀測裝置。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該頂架周緣更架設至少一第一太陽能發電單元，且所述立架間之側端設有至少一第二太陽能發電單元，所述第一太陽能發電單元及第二太陽能發電單元係電性連結於該控制及擷取模組。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述第一太陽能發電單元、第二太陽能發電單元及第一觀測裝置係分別藉由一電性線路耦接於該控制及擷取模組，且所述電性線路係沿該其一所述立架之內側及該隱藏式管路設置者。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述第一太陽能發電單元及第二太陽能發電單元係耦接至少一警示單元。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述警示單元為航行警示燈或AIS（Automatic Identification System， 自動識別系統）航行警示燈。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該第一觀測裝置係選自至少其一由加速度量測單元、傾角量測單元、指向單元、風向風速量測單元、溫度量測單元、氣壓量測單元、定位單元或相對濕度量測單元所組成之群組。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該底座更設有至少一第二觀測裝置，且所述第二觀測裝置係耦接於該控制及擷取模組。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述第二觀測裝置係選自至少其一由水溫量測裝置、海流觀測裝置或鹽度量測裝置所組成之群組。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該分析模組係用以分析計算所述第一觀測裝置及第二觀測裝置所測得之觀測資料，並將分析後之觀測資料儲存於該儲存模組。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，更包含至少一通信裝置，其係耦接於該分析模組。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述通信裝置係選自至少其一由北斗衛星、銥衛星、海事衛星、無線電數據機、全球移動通訊系統（Global System for Mobile Communications, GSM）、通用封包無線服務（General Packet Radio Service, GPRS）、第三代行動通訊（3rd-Generation, 3G）或第四代行動通訊（The fourth generation of mobile phone mobile communication technology standards, 4G）所組成之群組。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，更包含至少一遠端通訊裝置，其係訊號連結於所述通信裝置。

據上所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述遠端通訊裝置為電腦或手機。

是由上述說明及設置，顯見本創作主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：

1.本創作藉由浮塊之設置，藉以增加浮力以擴大可佈放海洋水深之範圍，並藉由設置握把、側架及頂架，藉以利於各式船型之船隻得以綁束，以利於進行拖曳佈放或進行吊放本創作，故可依照海床地形而選用所適用之船型，進而可更進一步增進本創作之佈設範圍，令本創作可利於構建出完整之海氣象資訊。

2.本創作之底座設有艙室，藉以利於儀器之設置，並能利於檢查艙室內部之氣密性能，藉以確保艙室可確實防水，進而提升本創作於工作時之穩定性。

3.本創作之隱藏式管路係埋設於該底座，是以，當本創作佈放於海洋時，將可避免海浪直接衝擊隱藏式管路，藉以防護電性線路，令電性線路不受風浪侵襲而受損，藉可提升本創作整體運作之穩定性。

4.本創作係可利於架設複數第一、第二太陽能發電單元，藉以提升本創作整體之充電量，使本創作之電力更為充足，以利於架設複數第一及第二觀測裝置以增加觀測項目及延長觀測時間，並可利於增加分析模組，以增強資料擷取系統分析量及計算速率，進而可大幅提升觀測資料取得之時效性。

5.本創作之第一觀測裝置可分別為加速度量測單元、傾角量測單元、指向單元、風向風速量測單元、溫度量測單元、氣壓量測單元、定位單元或相對濕度量測單元，而第二觀測裝置可分別為水溫量測裝置、海流觀測裝置或鹽度量測裝置，故除可觀測波浪、風速、風向、氣溫、水溫及大氣壓等資料之外，更可予以觀測相對溼度、海流剖面、回聲強度剖面、水溫剖面、鹽度剖面等資訊，藉以增加本創作之觀測能力及適用性。

6.本創作藉由分析模組及通信裝置之設置，藉可將所分析運算後之觀測資料透過通信裝置，傳送至遠端通訊裝置，藉以利於相關位於辦公室之人員立即取得觀測資料；此外，辦公室之人員亦可藉由遠端通訊裝置，以遠端更新分析模組之應用程式，藉以提升本創作整體於運作時之便利性。

本創作係一種海氣象觀測作業浮標結構改良，其實施手段、特點及其功效，茲舉數種較佳可行實施例並配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入瞭解並認同本創作。

首先，請參閱第1圖至第3圖所示，本創作係一種海氣象觀測作業浮標結構改良，其包含：

一底座1，其周緣設置至少一浮塊11，該底座1頂端設有一艙室12，該艙室12頂端設有一對應蓋合之蓋體121，藉以氣密該艙室12，而該艙室12內設有一資料擷取系統2，該資料擷取系統2設有一控制及擷取模組21、一分析模組22及一儲存模組23；

一隱藏式管路13，其係埋設於該底座1，該隱藏式管路13之一末端係連通於該艙室12；以及

至少一立架14，其末端組設於該底座1內，而至少其一所述立架14與該底座1內之連接處，係連通於該隱藏式管路13相對於該艙室12之末端；且所述立架14頂端設有至少一第一觀測裝置3，所述第一觀測裝置3係連結於該控制及擷取模組21。

在一實施例中，所述第一觀測裝置3係可與控制及擷取模組21以訊號連結，而為利於電力之供給，故較佳者，所述第一觀測裝置3係可分別藉由一電性線路131耦接於該控制及擷取模組21，且所述電性線路131係沿該其一所述立架14及該隱藏式管路13設置，故位於底座1上方之電性線路131可藉由立架14而予以支撐防護，且較佳者，所述立架14之截面係呈ㄑ字型設置，藉以令電性線路131牽設時可位於所述立架14之凹陷部位，以防止受風浪直接侵襲；而隱藏式管路13係埋設於底座1，故隱藏式管路13易不受風浪直接衝擊，故可確實防護位於底座1內之電性線路131；而由於隱藏式管路13係連通於艙室12，故艙室12與隱藏式管路13之連接處，或隱藏式管路13與該其一所述立架14之連接處，係需進行密封之防水處理，以防海水侵入艙室12內部。

在另一實施例中，為強化本創作之穩固性，故該底座1係組設複數所述立架14，而為強化立架14間之穩固性，因此，所述相鄰之立架14間分別設有一橫桿141。

在一較佳之實施例中，為令本創作得以適用於各式船型之船隻拖放，故所述立架14之側緣更設有至少一握把142，且所述握把142係呈圓弧狀設置，以利於人員握持，並可將拖曳之纜線得以綁束於握把142；而橫桿141亦可於其外部設有一側架143，且所述側架143係略呈矩形，藉以同樣可利於纜線之綁束及定位，使本創作可藉由船型適中之船隻予以拖曳佈放；

而當船隻之船型遠大於本創作時，則在另一實施例中，所述立架14頂端更連結於一頂座15，該頂座15側緣環設有一頂架16，藉使纜線得以綁束於頂架16，吊掛之方式予以吊放本創作。

此外，所述第一觀測裝置3係可設置於該頂座15處，藉以利於海氣象之觀測。

而就電力之供給而言，為利於本創作可自行發電供電，以增加觀測海氣象之時間，故在一實施例中，係於該頂架16周緣更架設至少一第一太陽能發電單元4，且所述立架14間之側端設有至少一第二太陽能發電單元5，所述第一太陽能發電單元4及第二太陽能發電單元5係電性連結於該控制及擷取模組21，而為利於本創作整體之平衡性，故第一太陽能發電單元4之體積係小於第二太陽能發電單元5，且第一太陽能發電單元4及第二太陽能發電單元5係環設排列於立架14，並呈傾斜設置，藉此，除可達致平衡外，亦可利於第一太陽能發電單元4及第二太陽能發電單元5於相異時點時，得以盡可能的受到太陽光照射，以提升發電之效率，進而提供充足之電力；並如前述，較佳者，第一太陽能發電單元4、第二太陽能發電單元5及第一觀測裝置3皆係可分別藉由所述電性線路131耦接於該控制及擷取模組21，以利於電力之配置及供給者。

而當本創作佈設於海面時，為能令航行之船隻得以進行偵測其位置，以防止遭受船隻撞擊，故在一較佳的實施例中，所述第一太陽能發電單元4及第二太陽能發電單元5係耦接至少一警示單元6，所述警示單元6較佳者係可為航行警示燈或AIS（Automatic Identification System， 自動識別系統）航行警示燈，惟並不以此作為限定，所述警示單元6亦可藉由發光予以進行警示。

另就本創作對於海氣象之觀測而言，該第一觀測裝置3係選自至少其一由加速度量測單元31、傾角量測單元32、指向單元33（如：指北器）、風向風速量測單元34、溫度量測單元35、氣壓量測單元36、定位單元37或相對濕度量測單元38所組成之群組，其中，定位單元37係用以定位本創作之座標，在一實施例中，定位單元37可為GPS（Global Positioning System， 全球定位系統）；而該底座1更設有至少一第二觀測裝置7，所述第二觀測裝置7係耦接於該控制及擷取模組21，且所述第二觀測裝置7係選自至少其一由水溫量測裝置71、海流觀測裝置72或鹽度量測裝置73所組成之群組；

其中，分析模組22係用以分析計算所述第一觀測裝置3及第二觀測裝置7所測得之觀測資料，並將分析後之觀測資料儲存於該儲存模組23。

藉此，本創作除可觀測習知海氣象之觀測項目，如：波浪、風速、風向、氣溫、水溫及大氣壓等資料外，更可予以求得相對溼度、海流剖面、回聲強度剖面、水溫剖面、鹽度剖面等資訊；

其中，就相對溼度而言，其係單位體積中，水蒸氣分壓與同溫度體積下飽和蒸汽壓之百分比，意即，其係絕對溼度及最高濕度之比值，是以，藉由於分析模組22中，從控制及擷取模組21導入相對濕度量測單元38之訊號，即可經由分析模組22分析後求得相對溼度。

而就海流剖面而言，藉由於本創作之佈放地點，可藉由海流觀測裝置72，從接近海表面至接近海底床之處，能分層並觀測各層之海流流速。

另就回聲強度剖面而言，藉由於本創作之佈放地點，同樣可藉由海流觀測裝置72，從接近海表面至接近海底床之處，能分層並觀測各層之回聲強度（echo intensity），利用回聲強度能推估各層泥沙的懸浮質濃度。

續就水溫剖面而言，習知僅能用以觀測表層之水溫，而本創作可予以擴增水溫量測範圍，藉可觀測特定水深之水溫。

再就鹽度剖面而言，本創作係可藉由鹽度量測裝置73（如：鹽度計）予以觀測特定水深之鹽度者。

繼上所述，由於本創作增設之第一太陽能發電單元4及第二太陽能發電單元5可提供充足之電力，故可予以增加分析模組22之硬體設備，以提升分析取得觀測資料之時效性，因此，本案之分析模組22之CPU之時脈可至少為700MHz，遠高於習知所採用時脈為40 MHz之CPU，因此，本創作得以於分析模組22上架構更具運算能力之應用程式，茲舉例如下：

1.可於各觀測資料設置對比之指標，如：提供湧浪波高及週期、異常浪指標，藉以於測得觀測資料之同時，即可分析湧浪成分及是否具有異常浪。

2.可予以依需求更新應用程式。

3.可將觀測波浪期間由習知的512秒提升為1,024秒，增加波浪個數，藉以提升於統計時之代表性。此外，所計算波浪頻譜及方向波譜之頻率解析度較習知技術精細；且習知技術每小時僅能進行單次觀測，而本創作則可於每小時能觀測三次，藉以提高觀測資料頻度。

4.藉由分析模組22之設置，本創作可經分析而產出觀測時間、經緯度、電瓶電壓、水溫、氣溫、氣壓、陣風、風速、風向、波高、週期、波向、流速、流向、波浪頻譜、方向波譜、相對溼度、回聲強度、鹽度等分析結果，大幅增強觀測功能；其中，流速、流向、相對溼度、回聲強度與鹽度等分析結果皆為習知技述所不具備者。

在另一較佳的實施例中，本創作可更包含至少一通信裝置8，其係耦接於該分析模組22，其中，所述通信裝置8係選自至少其一由北斗衛星81、銥衛星82、海事衛星83、無線電數據機84、全球移動通訊系統85（Global System for Mobile Communications, GSM）、通用封包無線服務86（General Packet Radio Service, GPRS）、第三代行動通訊87（3rd-Generation, 3G）或第四代行動通訊88（The fourth generation of mobile phone mobile communication technology standards, 4G）所組成之群組；而所述通信裝置8係訊號連結至少一遠端通訊裝置9，如：電腦或手機；藉可令本創作將觀測資料進行即時的遠端傳輸，或可藉由遠端監控或更新分析模組22之應用程式，進而可提升本創作整體之適用性。

綜觀上述，本創作所揭露之技術手段不僅為前所未見，且確可達致預期之目的與功效，故兼具新穎性與進步性，誠屬專利法所稱之新型無誤，以其整體結構而言，確已符合專利法之法定要件，爰依法提出新型專利申請。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，當不能以此作為限定本創作之實施範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬於本創作專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧底座
11‧‧‧浮塊
12‧‧‧艙室
121‧‧‧蓋體
13‧‧‧隱藏式管路
131‧‧‧電性線路
14‧‧‧立架
141‧‧‧橫桿
142‧‧‧握把
143‧‧‧側架
15‧‧‧頂座
16‧‧‧頂架
2‧‧‧資料擷取系統
21‧‧‧控制及擷取模組
22‧‧‧分析模組
23‧‧‧儲存模組
3‧‧‧第一觀測裝置
31‧‧‧加速度量測單元
32‧‧‧傾角量測單元
33‧‧‧指向單元
34‧‧‧風向風速量測單元
35‧‧‧溫度量測單元
36‧‧‧氣壓量測單元
37‧‧‧定位單元
38‧‧‧相對濕度量測單元
4‧‧‧第一太陽能發電單元
5‧‧‧第二太陽能發電單元
6‧‧‧警示單元
7‧‧‧第二觀測裝置
71‧‧‧水溫量測裝置
72‧‧‧海流觀測裝置
73‧‧‧鹽度量測裝置
8‧‧‧通信裝置
81‧‧‧北斗衛星
82‧‧‧銥衛星
83‧‧‧海事衛星
84‧‧‧無線電數據機
85‧‧‧全球移動通訊系統
86‧‧‧通用封包無線服務
87‧‧‧第三代行動通訊
88‧‧‧第四代行動通訊
9‧‧‧遠端通訊裝置

第1圖係本創作之立體示意圖。 第2圖係本創作之側視示意圖。 第3圖係本創作之電路結構示意圖。

1‧‧‧底座

11‧‧‧浮塊

12‧‧‧艙室

121‧‧‧蓋體

13‧‧‧隱藏式管路

14‧‧‧立架

141‧‧‧橫桿

142‧‧‧握把

143‧‧‧側架

15‧‧‧頂座

16‧‧‧頂架

34‧‧‧風向風速量測單元

4‧‧‧第一太陽能發電單元

5‧‧‧第二太陽能發電單元

Claims (22)

1. 一種海氣象觀測作業浮標結構改良，其包含： 一底座，其周緣設置至少一浮塊，該底座頂端設有一艙室，該艙室頂端設有一對應蓋合之蓋體，而該艙室內設有一資料擷取系統，該資料擷取系統設有一控制及擷取模組、一分析模組及一儲存模組； 一隱藏式管路，其係埋設於該底座，該隱藏式管路之一末端係連通於該艙室；以及 至少一立架，其末端組設於該底座內，而至少其一所述立架與該底座內之連接處，係連通於該隱藏式管路相對於該艙室之末端；且所述立架頂端設有至少一第一觀測裝置，所述第一觀測裝置係連結於該控制及擷取模組，該分析模組係用以分析計算所述第一觀測裝置所測得之觀測資料，並將分析後之觀測資料儲存於該儲存模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述第一觀測裝置係分別藉由一電性線路耦接於該控制及擷取模組，且所述電性線路係沿該其一所述立架及該隱藏式管路設置者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述立架之截面係略呈ㄑ字型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述立架之側緣更設有至少一握把。
5. 如申請專利範圍第4項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述握把係呈圓弧狀設置者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該底座係組設複數所述立架。
7. 如申請專利範圍第6項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述相鄰之立架間分別設有一橫桿。
8. 如申請專利範圍第7項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述橫桿更分別於其外部設有一側架。
9. 如申請專利範圍第8項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述側架係略呈矩形。
10. 如申請專利範圍第6項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述立架頂端更連結於一頂座，該頂座側緣環設有一頂架，該頂座係設有所述第一觀測裝置。
11. 如申請專利範圍第10項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該頂架周緣更架設至少一第一太陽能發電單元，且所述立架間之側端設有至少一第二太陽能發電單元，所述第一太陽能發電單元及第二太陽能發電單元係電性連結於該控制及擷取模組。
12. 如申請專利範圍第11項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述第一太陽能發電單元、第二太陽能發電單元及第一觀測裝置係分別藉由一電性線路耦接於該控制及擷取模組，且所述電性線路係沿該其一所述立架之內側及該隱藏式管路設置者。
13. 如申請專利範圍第11項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述第一太陽能發電單元及第二太陽能發電單元係耦接至少一警示單元。
14. 如申請專利範圍第13項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述警示單元為航行警示燈或AIS（Automatic Identification System， 自動識別系統）航行警示燈。
15. 如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該第一觀測裝置係選自至少其一由加速度量測單元、傾角量測單元、指向單元、風向風速量測單元、溫度量測單元、氣壓量測單元、定位單元或相對濕度量測單元所組成之群組。
16. 如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該底座更設有至少一第二觀測裝置，且所述第二觀測裝置係耦接於該控制及擷取模組。
17. 如申請專利範圍第16項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述第二觀測裝置係選自至少其一由水溫量測裝置、海流觀測裝置或鹽度量測裝置所組成之群組。
18. 如申請專利範圍第16項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，該分析模組係用以分析計算所述第一觀測裝置及第二觀測裝置所測得之觀測資料，並將分析後之觀測資料儲存於該儲存模組。
19. 如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，更包含至少一通信裝置，其係耦接於該分析模組。
20. 如申請專利範圍第19項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述通信裝置係選自至少其一由北斗衛星、銥衛星、海事衛星、無線電數據機、全球移動通訊系統（Global System for Mobile Communications, GSM）、通用封包無線服務（General Packet Radio Service, GPRS）、第三代行動通訊（3rd-Generation, 3G）或第四代行動通訊（The fourth generation of mobile phone mobile communication technology standards, 4G）所組成之群組。
21. 如申請專利範圍第19項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，更包含至少一遠端通訊裝置，其係訊號連結於所述通信裝置。
22. 如申請專利範圍第21項所述之海氣象觀測作業浮標結構改良，其中，所述遠端通訊裝置為電腦或手機。