[发明专利]往复式海洋微结构剖面仪的探测方法

权利要求书

1.往复式海洋微结构剖面仪的探测方法，所述往复式海洋微结构剖面仪包括第一剖面仪子单元、第二剖面仪子单元及中央立架，两个剖面仪子单元一左一右固定在中央立架上，在中央立架的中轴线上设置有用以供钢缆与中央立架连接的钢缆穿经孔，钢缆通过钢缆穿经孔纵向贯穿于中央立架，中央立架能沿钢缆上、下滑移，在钢缆上设置有用于限制中央立架滑移距离的上限位部与下限位部，第一剖面仪子单元从上至下依次设置有第一浮力驱动部与第一观测部，第一浮力驱动部从上至下依次设置有浮漂舱、驱动舱与耐压舱，在浮漂舱内设置有上方油囊，在耐压舱内设置有下方油囊，在驱动舱内设置有驱动泵组件及电磁阀，驱动泵组件通过出油管路连通上方油囊与下方油囊，电磁阀通过回油管路连通上方油囊与下方油囊，第一观测部电连接有控制器，控制器电连接驱动泵组件及电磁阀；第二剖面仪子单元从上至下依次设置有第二浮力驱动部与第二观测部，第二浮力驱动部从上至下依次设置有浮漂舱、驱动舱与耐压舱，在浮漂舱内设置有上方油囊，在耐压舱内设置有下方油囊，在驱动舱内设置有驱动泵组件及电磁阀，驱动泵组件通过出油管路连通上方油囊与下方油囊，电磁阀通过回油管路连通上方油囊与下方油囊，第二观测部电连接有控制器，控制器电连接驱动泵组件及电磁阀；其特征在于，所述探测方法包括以下步骤：

1)、系统启动：将上述钢缆预先在海域中定位，并贯穿于往复式海洋微结构剖面仪的中央立架，往复式海洋微结构剖面仪沿钢缆由上至下自主滑入海水深处，第一、第二剖面仪子单元的观测单元开启进行海洋剖面数据检测，与此同时，第一、第二剖面仪子单元中的浮力驱动单元开启，执行机体的升降运作；

2)、检测海洋动力环境信息剖面数据：

a、温度检测：在第一剖面仪子单元的第一观测部中，通过温度探头内的普通温度检测模块与快速温度检测模块来实现海洋剖面温度的测量；

b、剪切检测：在第一剖面仪子单元的第一观测部中，通过剪切探头内的剪切检测模块测量出海流的高频脉动速度，根据高频脉动流速的剪切值直接推算出湍动能耗散率；

c、深度检测：在第一剖面仪子单元的第一观测部中，通过深度探头内的压力检测模块测量出剖面仪在水中深度，进而求得下放或上升的速度，用于湍动能耗散率的计算；

d、海流、温盐检测：在第二剖面仪子单元的第二观测部中，通过海流计内的海流感测模块，温盐深仪内的温盐感测模块测量出海流参数和温度、盐度、压力数据；

e、姿态感测：在第一剖面仪子单元的第一观测部中，通过姿态传感器内的姿态传感模块测量剖面仪的姿态和航向，同时提供经过较核的三维加速度，角速度以及磁场强度数据；

3)、剖面仪升降运作操控：

a、上浮控制：控制器中的主控制模块通过串口向浮力驱动控制模块发出指令信号，浮力驱动控制模块控制左右对称的两个剖面仪子单元进行浮力调节，即通过H桥电路控制电机运行，带动高压泵将下方油囊的液压油泵出至上方油囊，实现剖面仪的上浮操作；

b、换向操作：当各项探测设备到达设定上限位置时，或各项探测设备临近设定上限位置时其检测数据不变，控制器中的主控制模块通过串口通知浮力驱动控制模块，发出由上浮状态转入下沉状态的指令信号；

c、下沉控制：浮力驱动控制模块控制电磁阀打开，上方油囊中的液压油在液压的作用下自主回流进入下方油囊，实现剖面仪的下沉操作；

4)、休眠状态：当各项探测设备到达设定下限位置时，或各项探测设备临近设定下限位置时其检测数据不变，控制器中的主控制模块通过串口通知浮力驱动控制模块，发出进入休眠状态的指令信号，以等待下一次开启信号。

2.根据权利要求1所述的往复式海洋微结构剖面仪的探测方法，其特征在于，所述剪切探头测量出的脉动流速的高频梯度信号，基于湍流的各向同性假设，在耗散子域内，利用观测的高频脉动流速剪切可依据下式推算出湍动能耗散率ε：其中，ν为流体运动学粘性系数，k为波数，ψ_obs(k)为脉动流速的剪切波数谱，尖括号代表时间平均。

3.根据权利要求2所述的往复式海洋微结构剖面仪的探测方法，其特征在于，所述剪切探头直接测量的是垂直于剪切探头轴线方向的脉动流速u随时间的变化du/dt，通过泰勒冻结定理假设，可得到脉动流速u的垂向剪切u_z:其中，W剖面仪的下放速度，u为水平流速的脉动量。