[发明专利]一种海洋湍流观测系统

说明书

本发明公开一种海洋湍流观测系统，该系统从前至后依次包括湍流观测舱、能源舱、姿态调节舱和推进舱；所述湍流观测舱包括艏部导流罩，在艏部导流罩的前端中心处设置有湍流观测仪，湍流观测仪伸出艏部导流罩一段距离；所述能源舱包括第一耐压舱体，在第一耐压舱体的前端设置有前端球盖，艏部导流罩与前端球盖相连接，在第一耐压舱体的内部设置有固定电池组；所述姿态调节舱包括第二耐压舱体，在第二耐压舱体的内部设置有姿态调节装置和浮力补偿装置；所述推进舱包括尾部导流罩，尾部导流罩与后端球盖连接，在尾部导流罩内设置有转向装置和推进装置。本发明能够实现海洋湍流的高时空覆盖、高分辨率的长期连续、大范围、自主式立体观测。

技术领域

本发明涉及海洋湍流观测领域，具体地说是涉及一种海洋湍流观测系统。

背景技术

海洋湍流具有随机性、耗散性、三维矢量性，湍流混合是海洋能量与物质输送的动力源泉，是深入理解海洋中不同尺度现象与能量级串的关键，是提升海洋认知的重要基础。目前，海洋湍流多采用拖曳或锚定式水平观测以及自由落体垂直剖面观测。其中，拖曳或锚定式水平观测系统结构体积大、难于布放回收、费用昂贵；基于拖曳或锚定式水平观测系统的湍流观测只能观测特定深度的湍流混合横向速度脉动，无法支撑剖面高分辨率、实时或准实时的大范围观测；另外，观测的湍流数据易受拖曳母船海面波浪起伏运动引起的低频振动和由缆绳产生的宽带高频振动影响。自由落体垂直剖面观测系统由母船进行布放，其受海况、人员操作影响大，自主化程度低，缺乏机动性，作业效率低，仅能得到海洋湍流混合在单垂线通路上的纵向速度脉动和分布特征。

近年来，随着水下航行器的问世及其在海洋领域中的应用，使实现大范围海域、长时间高时空分辨率的湍流横向和纵向同步立体观测成为可能。但现有技术手段仅限于将海洋湍流测量仪器与水下航行器进行简单捆绑组合，未考虑湍流观测的约束条件，致使在海洋湍流测量过程中存在振动噪声大、测量精度低、结构不紧凑、自主性差等问题。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出一种海洋湍流观测系统。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种海洋湍流观测系统，该系统从前至后依次包括湍流观测舱、能源舱、姿态调节舱和推进舱；

所述湍流观测舱包括艏部导流罩，在艏部导流罩的前端中心处设置有湍流观测仪，湍流观测仪与艏部导流罩同轴，且伸出艏部导流罩一段距离；在艏部导流罩的上部位置处设置有CTD传感器，在艏部导流罩的下部位置处设置有流速传感器，CTD传感器和流速传感器均安装在传感器安装支架上；

所述能源舱包括第一耐压舱体，在第一耐压舱体的前端设置有前端球盖，艏部导流罩与前端球盖相连接，在前端球盖上设置有水密插接件，在第一耐压舱体的内部设置有固定电池组；

所述姿态调节舱包括第二耐压舱体，在第二耐压舱体的内部设置有姿态调节装置；在第一耐压舱体的后端和第二耐压舱体的前端之间设置有中间转接舱体，在第二耐压舱体的后端设置有后端球盖；在第一耐压舱体、中间转接舱体和第二耐压舱体的中心设置有密封拉紧杆，密封拉紧杆的一端与前端球盖连接，密封拉紧杆的另一端与后端球盖连接；通过密封拉紧杆将第一耐压舱体、中间转接舱体和第二耐压舱体拉紧为一体；

所述密封拉紧杆的截面呈方形，在密封拉紧杆的部分段体上方设置有导轨齿条；所述姿态调节装置包括移动电池组，在固定电池组和移动电池组的中心设置有穿孔，所述密封拉紧杆经穿孔穿过固定电池组和移动电池组，在移动电池组的端部设置有驱动电机和传动齿轮，驱动电机与传动齿轮连接，传动齿轮与导轨齿条相啮合；

所述推进舱包括尾部导流罩，尾部导流罩与后端球盖连接，在尾部导流罩内设置有转向装置和推进装置；