[发明专利]一种升降式潜标装置

说明书

本发明公开了一种升降式潜标装置。本发明包括通信浮标、潜标系统和锚座。所述潜标系统包括主浮体、水下绞车和控制舱、电池舱及各种传感器。所述水下绞车包括凯斯拉夫电缆，电机，绞车配重块，绞盘。电机与绞盘连接，电机转动带动绞盘转动；绞盘有两个不同半径的区域构成，绞车配重块与盘于绞盘半径小的一根凯斯拉夫线缆端连接，并受重力因素自由下沉，通信浮标与盘于绞盘半径大的另一根凯斯拉夫电缆端连接，受浮力影响自然上浮。本发明利用水下绞车收揽放缆的方式控制通信浮标在海平面与潜标之间做往返运动，通信浮标在海平面时对数据进行实时回传，以此实现通信浮标的重复利用，减少了潜标系统的运行成本。

技术领域

本发明属于海洋环境监测领域，主要是涉及一种升降式潜标机械结构与卫星数据传输装置。

背景技术

海洋占地表总面积约71％，蕴藏着丰富且宝贵的资源。通过海洋观测技术不仅能够帮助我们发现并了解海洋环境、生态系统，促使人类对自身有更深的认识，同时也为人类提供大量的生活生产资料。

随着经济的发展和科技的进步，人类对海洋资源的需求日益增加，海洋环境在油气开采、海洋渔业、海洋灾害预警和气候预测等领域起着重要作用，为了更好的监测、获取海洋环境和资源，世界各国相继提出并制定了相应的海洋开发战略，将海洋开发提升至国家高度。

现代海洋检测设备主要有潜标、浮标、水下机器人、水下滑翔机和Argo等。

浮标主体位于海平面以上，通过采用系泊装置将浮标固定于指定区域，可长时间对海洋环境进行观测。因为浮标位于海洋表层，其采集的数据可以迅速通过无线电发送回岸基，同时也意味着极容易受到天气、洋流、船只的影响甚至是破坏。

潜标是一种潜伏在水下的观测器，通过声学或定时释放器与锚座连接，将其固定至指定区域，其不受海洋表层的影响，但是数据获取过程复杂，需要通过水声设备控制水声释放器释放锚座，整个潜标靠浮力返回海面并通过人工进行回收后对其数据进行采集，其采集周期长，数据无法实时获取导致时效性差；采用海洋电缆传输数据的潜标可以有效解决数据实时传输的问题，但其缆线布置复杂，相应成本高，因此只适用于近海岸。

水下机器人是一个结合多学科的系统，具有灵活、可控、安全的观测方式，但是其不适合长期无人值守的环境。Argo浮标是一种自升降同时可采集0-2000米海深温度、盐度等数据的设备，通过采用改变自身体积达到改变浮力的方法控制上升或下潜，上升或下潜的同时对海洋剖面进行观测，可有效得到海洋剖面数据，在上升至海平面后，传感器数据通过卫星传回岸基。但其无系泊装置，属于漂流型观测设备，运行轨迹取决于洋流，故无法对特定区域进行观测。

专利CN201510243938.0公开了一种定时卫星通讯潜标，在该系统/装置中，包括竖向布置的包塑钢缆，在包塑钢缆上设置有第一感应耦合温盐链、第二感应耦合温盐链、主浮体、以及深海海流与温盐测量单元，主浮体上安装有声学多普勒流速剖面仪、卫星通信浮标、定时释放装置和数据与控制电子仓；所述潜标测量仪器分别通过电缆和数据与控制电子仓连接。本发明在潜标的主浮体上安装1个或多个卫星通讯浮标，潜标仪器的观测资料在水下通过有缆或者无缆的方式实时的传输给卫星通讯浮标，当到达设定的时间，卫星通讯浮标自动上浮到水面，将存储的数据通过卫星发回给岸站，这样既可保证能及时获取海洋观测资料，又可了解潜标的工作状态，对潜标的可靠性、稳定性等有巨大的帮助。

专利CN201010591392.5公开了一种海洋升降潜标系统，在该系统中，浮标通过通信系留缆连接水下绞车；浮标与水下绞车之间的通信系留缆上靠近浮标的部分等间距设置多个剖面测量仪器；水下绞车固定在主浮体上；目标探测系统和ADCP均设置在主浮体上；锚泊系留机构包括采用锚链串接的玻璃浮球、应答释放器和压载锚。控制中心控制浮标系统定时浮出海面和潜入海中；目标探测系统探测活动目标，当判定有活动目标进入预设范围时，控制中心控制浮标系统潜入海中。浮标在浮出海面时，将所接收的各种数据传输给地面岸站。使用本发明既可以实现海洋观测数据的实时传输，又避免了风浪和其他因素对浮标寿命的影响。