本发明涉及一种用于水体表面水质、污染物等典型化学参数测量的无人船体，主要是一种基于内部流场设计的不间断采样测量无人船体。
背景技术：
无人船对于水体的化学参数监测具有快速、大范围、高效的特点。目前的无人船对于水体的监测通常采用无人船搭载传感器的方式进行。在达到测试地点时停船，利用抽水设备对当地的水样进行采集，同时通过传感器对水样进行各类参数的检测。在大面积的水域表面水质测量过程中，停船测试花费的时间甚至大于无人船航行时间，大大降低了无人船出动的效率。有鉴于此，有研究人员简单将无人船搭载的传感器布置在船体底部进行航行时的水质实时检测，但这种检测办法带来的问题主要有：第一、增加了无人船的航行阻力，减小了无人船的续航力；第二、由于传感器的原因，在航行时水流对传感器的冲刷造成了传感器测量参数的不准确。因此，利用无人船的航行在船体内部制造一个慢速流动的流场，既能解决无人船的航行阻力问题，又能解决传感器检测的准确度问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种于内部流场设计的不间断采样测量无人船体，根据所搭载的不同传感器完成观测水域的水质、水文、水底物理特性等调查。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种基于内部流场设计的不间断采样测量无人船体，包括三体船布局的无人船体、在船体内部布置的流动池、在流动池内设有用于测量的传感器，无人船体的底部设有片体，片体上安装有采样口，两侧片体前端开孔用于安装内部流动池的进流口，无人船体的后部设有出流口，进流口通过变直径的管道与流动池、出流口相连通。
更进一步的，所述的无人船体采用采用玻璃钢材料，构成安装平台，用于安装设备。
更进一步的，由安装于片体前端直径较小的进流口开始，逐渐过渡到直径较大的流动池，并在出流口重新减小，形成在无人船高速航行时，流动池内部液体低速流动以便于满足监测传感器准确测量的条件。
更进一步的，采用侧面布置传感器的形式对其进行安装，并采用成型橡胶密封结构对传感器与流动池之间的间隙进行密封保证水密性能。
本发明的有益效果为：采用三体船形式布置的无人船，在片体内布置进流口，同时在无人船内部布置变直径的流动管道，在管道末端布置一个水样流动池，同时将无人船的管道与船体外形进行共形设计，可以形成在无人船内部形成一个慢速测量池，慢速测量池的水体流动速度除了满足传感器的测量外，应考虑充分的水交换。将传感器的探头布置在此慢速测量池内，完成传感器的测量。采用搭载的传感器解决关心水域的水质指标的快速测量，与原有技术相比，本发明大大提高了无人船出动的检测效率。
附图说明
图1是本发明的正视结构示意图；
图2是本发明的侧视结构示意图；
图3是本发明的俯视结构示意图。
附图标记说明：无人船体1，流动池2，传感器3，片体4，进流口5，出流口6，成型橡胶密封结构7。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实现本发明的方式主要分为两部分，第一部分需要进行无人船体设计，使无人船体满足各项设备的安装要求，主要需要实现动力单元、航行控制单元、推进设备、水质检测单元、外部传感器等设备的安装空间，并预留加装诸如adcp设备等传感器的空间。设计小水线面的三体船，小水线面三体船具有甲板面积及空间较大，航行阻力较小的特点，十分适合于无人船的船体设计，如图1所示。
如图2-3所示，这种基于内部流场设计的不间断采样测量无人船体，包括三体船布局的无人船体1、在船体内部布置的流动池2、在流动池2内设有用于测量的传感器3，所述的无人船体1采用采用玻璃钢材料，构成安装平台，用于安装设备。无人船体1的底部设有片体4，采用深吃水三体船船体满足在片体4上安装的采样口深0.5米从而满足采样标准要求。两侧片体4前端开孔用于安装内部流动池的进流口5，无人船体1的后部设有出流口6，进流口5通过变直径的管道与流动池2、出流口6相连通。通过无人船的航行使得流动池内部被测量水样进行了充分的水交换以实现不间断实时测量。
在无人船内部布置的流动池根据流体力学连续理论设计，由安装于片体4前端直径较小的进流口5开始，逐渐过渡到直径较大的流动池2，并在出流口6重新减小，形成在无人船高速航行时，流动池2内部液体低速流动以便于满足监测传感器准确测量的条件。内部流动池与监测传感器之间的布置形式，采用侧面布置传感器3的形式对其进行安装，并采用成型橡胶密封结构7对传感器3与流动池2之间的间隙进行密封保证水密性能。
针对无人船需要解决的最小限度改变无人船的外部形状使无人船保持良好的快速性，又要在航行的同时进行不间断(不停船)的测量，需要解决无人船的实时水样的采集问题。无人船的水样实时采集同时需要满足水质传感器对于水质实时监测的需要，即水质传感器的检测要求探头处的水流较为稳定，因此需要流经探头的水样进行慢速流动。航行的快速性直接影响无人船出动的工作效率，与慢速流动的水质传感器监测池是一对矛盾体。
根据流体力学的连续理论，以及流场计算的伯努利方程，我们知道流体在流动时在较窄的管道流速较大，在较宽的管道其流速较慢。采用在无人船内部布置变直径的流动管道，在管道末端布置一个水样流动池，同时将无人船的管道与船体外形进行共形设计，可以形成在无人船内部形成一个慢速测量池，慢速测量池的水体流动速度除了满足传感器的测量外，应考虑充分的水交换。将传感器的探头布置在此慢速测量池内，完成传感器的测量。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。