[发明专利]一种便携式无缆定点剖面仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式无缆定点剖面仪，属于海洋监测技术领域。

背景技术

海洋环境测量是海洋科学发展的基础，世界各国及世界海洋组织都十分重视对海洋环境的监测，对海洋特征信息进行的测量从未停止过。快速、准确的实时测量技术，是当今社会对海洋环境监测提出的新要求，也是现代海洋科学一个重要研究领域，其研究成果可为海洋开发、国防建设、海洋渔业及其他类型的商业活动提供及时的海洋资料和迅速准确的决策依据。

Argo浮标和有缆剖面仪是目前最主要的两种剖面观测手段。Argo浮标通过调节自身浮力实现剖面运动，但由于不具备水平位置修正功能，容易随波逐流，无法实现对固定海域进行长期连续的剖面监测；有缆剖面仪主要由主浮体、升降平台、锚系等组成，具备定点剖面观测能力，但其结构复杂、体积大、质量重、使用不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种便携式无缆定点剖面仪，该剖面仪针对现有剖面监测手段能力的不足，并能适应特殊任务和复杂环境工作，可通过飞机快速投放，实现对固定海域的长期、连续、立体监测。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种便携式无缆定点剖面仪，包括耐压壳体、油囊、浮力调节装置、水声通信装置、控制板、陀螺仪、舵机、鳍舵、卫星天线和CTD传感器；

其特征在于：所述耐压壳体由前至后依次分为圆柱段、弧形过渡段和圆锥台段，所述油囊、浮力调节装置、水声通信装置和控制板沿轴向顺序固定安装在所述耐压壳体的圆柱段内；所述油囊与所述浮力调节装置连接，所述水声通信装置和控制板通过线路连接，所述陀螺仪安装在所述耐压壳体的弧形过渡段内，所述舵机安装在所述耐压壳体的圆锥台段内，所述鳍舵安装所述耐压壳体的圆锥台段外壁处；所述卫星天线、CTD传感器并列安装在所述耐压壳体的后端面，所述控制板还分别与浮力调节装置、陀螺仪、卫星天线和所述CTD传感器相连。

其工作过程在于：所述剖面仪通过船载或机载布放入水后，所述控制板上电工作，控制板通过控制卫星天线进行卫星定位和通信，并记录定位信息和装订控制指令；

所述控制板控制浮力调节装置减小油囊体积，剖面仪负浮力时开始下沉，若剖面仪水平位置偏离量超出预设值，则控制板通过陀螺仪导航控制舵机改变鳍舵角度，从而实现剖面仪水平位置的修正，剖面仪到达设定深度下限后上浮；

所述控制板通过控制浮力调节装置增大油囊体积，剖面仪正浮力时开始上浮，到达设定深度上限后出水；

在上浮或下沉工作中，剖面仪通过控制CTD传感器实现水文要素的采集，可通过控制水声通信装置实现水声通信。

本发明的优点和有益效果在于：

一、剖面仪采用在下沉过程中操舵实现水平位移修正的方式，能够将垂直往复式运动和水平位移修正技术相结合，不操舵时可提高垂直往复式运动的稳定性，操舵时可降低稳定性、提高机动性，不仅使剖面仪具有系统轻巧、技术成熟、成本低、可靠性高等特点，而且具备大范围水平位移修正的能力；

二、油囊具有3L体积，浮力调节装置具有1000m水深使用能力，剖面仪运动速度可达4kn，可用于强流海域海洋环境要素观测，能克服海洋密度跃层的影响；

三、通过水声通信装置，单台剖面仪可坐底对水下移动目标进行水声探测，多台剖面仪可联合坐底组成探测网提高水声探测距离和精度，多台剖面仪还可组网实现对固定海域的联合观测。

本发明的便携式无缆定点剖面仪主要性能指标如下：

1）探测要素：海水温度、盐度和密度分布

2）最大工作水深：1000m

3）水下连续工作时间：3个月

4）数据传输方式：卫星

5）质量：不大于70kg

6）水平位移修正精度：不大于50m（CEP）

7）水下组网通信范围：不小于3km

8）端对端延迟：不大于3.5s

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作流程图。

其中，1-耐压壳体；2-油囊；3-浮力调节装置；4-水声通信装置；5-控制板；6-陀螺仪；7-舵机；8-鳍舵；9-卫星天线；10-CTD传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。