专利名称：深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于深水网箱的测量记录系统，具体是指一种深水网箱锚绳受力 状况海上实时测量记录系统。
背景技术：
深水网箱主要由浮架系统、网衣系统、配重系统和锚碇系统构成，是一种高投入、 高产生、高风险的养殖设备。作为深水网箱的重要组成部分，由锚绳组成的锚碇系统在 网箱抗风浪性能中扮演着极为重要的角色，是网箱在水中的根基，其主要作用是与浮架 相连将网箱限制在一定范围内运动，确保网箱系统的正常运作，并避免恶劣海况下网箱 因运动变形太大而发生整体损坏，其安全性与可靠性将直接影响到整个养殖生产的成 败。
目前，测量深水网箱的锚绳受力普遍所采用的方法就是基于一定的模型比尺制作 出小比例尺网箱系统的物理模型，在实验室波浪流水槽中开展多种海洋工况下网箱模型 试验，并通过拉力传感器测量出不同条件下锚绳受力，以间接反映网箱的整体受力特性。 但是，由于实验室仪器和设备条件的限制，小比例尺网箱系统的模型试验都是在波浪流 非常理想的情况下开展的，这与实际中存在的复杂海况有较大的不同，再加上模型与原 型的近似相似，就必然会导致试验结果在按模型比尺换算到原型中时产生较大的偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以在高海况尤其是在台风浪条件下深水网箱锚绳受 力状况海上实时测量记录系统。
本发明的目的通过以下的技术措施来实现深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记 录系统，其特征在于该系统包括密封的防护箱、无纸记录仪、蓄电池和测力传感器， 所述的防护箱安装在深水网箱的连接架上，所述防护箱开有进线孔，所述的无纸记录仪 和蓄电池均安装在所述防护箱内，其中无纸记录仪和蓄电池电连接，所述的测力传感器 连接在深水网箱的锚绳上，测力传感器的数据信号线穿入所述防护箱的进线孔与无纸记 录仪连接。
本发明中的无纸记录仪固定安装在密封的防护箱内，防护箱固定安装在深水网箱的 连接架上，通过测力传感器测出锚绳力，再通过数据信号线将锚绳力数据传输到无纸记 录仪上，无纸记录仪上的所有数据都可通过U盘转存到计算机上进行数据编辑处理。
本发明可作如下改进所述的防护箱由圆弧型的箱盖和圆柱型的箱体组成，两者通 过连接件固定相连，所述的进线孔为多个，均开设在所述箱体的底面。
本发明可作如下进一步的改进所述的蓄电池通过钢板框架机构固定在所述防护箱内。
所述的钢板框架机构由竖向(Z向)设置的至少一对固定螺杆和横向(X向)设置的至 少一条槽形钢板组成，所述的固定螺杆的底端固定安装在所述防护箱的箱体底面上，所 述每一条槽形钢板固定安装在对应设置的一对固定螺杆的顶端，所述蓄电池的底端与所
述防护箱的箱体底面相接触，顶端嵌入式安装在所述槽形钢板的凹槽处。蓄电池的钢板 框架机构能避免蓄电池竖直方向或平行于槽形钢板方向所发生的移动。
本发明可作如下进一步的改进所述蓄电池的顶部包覆一层减震垫片，所述槽形钢 板紧压所述减震垫片，从而紧压所述蓄电池。减震垫片避免蓄电池和槽形钢板之间为刚 性接触，避免损伤蓄电池。
本发明可作如下进一步的改进所述蓄电池的四周设置有限位条，所述防护箱与所 述蓄电池的转角相对应的内壁处均设置有减震垫片。限位条的存在可使本发明在随波浪 一起运动时避免蓄电池因移动而与防护箱体发生碰撞，更好地便于本发明在实际海况中 的正常工作。
本发明可作如下进一步的改进所述的无纸记录仪位于所述蓄电池的上方，所述无 纸记录仪通过钢板支承机构固定在所述防护箱内。
所述的钢板支承机构由竖向(Z向)设置的一对固定螺杆和纵向(Y向)设置的一条槽 形钢板组成，所述的固定螺杆的底端固定安装在所述防护箱的箱体底面上，所述的一条 槽形钢板固定安装在所述的一对固定螺杆的顶端，所述无纸记录仪的上端固定安装在所 述槽形钢板上，其下端与设置在蓄电池顶部的减震垫片相接触。无纸记录仪的钢板支承 机构能避免无纸记录仪竖直方向或平行于槽形钢板方向所发生的移动。
所述无纸记录仪的上端与所述槽形钢板之间还设置有减震垫片。减震垫片使得无纸 记录仪和槽形钢板之间为柔性接触，避免损伤无纸记录仪。
与现有技术相比，本发明实现了实际海况下波浪流与深水网箱相互作用过程中锚绳 力数据的实时同步采集，可以获得最原始真实的锚绳力数据，有助于更好的了解波浪流 与网箱的相互作用机理，为深水网箱的设计及其锚泊系统的优化提供数据参考；数据采
集期间，本发明在记录时间间隔设定为ls的情况下能连续工作120小时以上，保证了
高海况下数据采集的连续性和持久性；本发明设计合理，运行可靠，可确保在海洋工况
(浪高7m，流速2m/s，风速40m/s，海水盐度32%。 37%。)下能正常使用。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。 图1为本发明整体结构示意图2为本发明中防护箱去除箱盖后的内部组件俯视示意图； 图3为本发明中防护箱的侧视示意图。
具体实施例方式
如图1所示，深水网箱包括内浮管12、外浮管13、锚绳15和连接内浮管12和外 浮管13的连接架14。
如图1、图2、图3所示的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，它包括 测力传感器l、带USB接口的无纸记录仪2、两个可充电蓄电池3和圆形全密封防护箱 4，防护箱4由圆弧型的箱盖42和圆柱型的箱体41组成，二者之间设有沿圆周方向布 置的密封垫圈7，并通过十六个螺栓紧密固定相连，在箱体41的底面开有多个用于传感 器l的数据信号线穿过的进线孔lO和两块定位板ll，进线孔IO上装有防水密封件，两 块定位板ll上各开有四个螺栓孔，用于将防护箱4安装在深水网箱的连接架14上，测 力传感器1连接在深水网箱的锚绳15上，测力传感器1的最大量程可达到10t，并采用 内外双层密封，测力传感器1的数据信号线穿过防护箱4的进线孔10与无纸记录仪2 相连，用于将测出的力实时传输到无纸记录仪2上。
无纸记录仪2和蓄电池3电连接，蓄电池3用于向无纸记录仪2提供电能，两者一 起置于防护箱4内，无纸记录仪2位于两个并列设置的蓄电池3的正上部，蓄电池3的 四周设有四根限位条5，通过限位条5将其限制在防护箱4的中部区域，防护箱4在与 蓄电池3的四个转角相对应的内壁处设有减震垫片61 ，可防止蓄电池3因移动而与防护 箱4发生碰撞。
在防护箱体41内中部位置处竖向(Z向)设有两排三列共六根固定螺杆，每根固定螺 杆8的底端均固定在防护箱4的ffi体底面上，左右两列的四根固定螺杆81中，横向(X 向)设置的两根固定螺杆81构成一对固定螺杆组，四根固定螺杆共组成两对固定螺杆组， 每一组固定螺杆组的顶端均安装有一条横向(X向)设置的槽形钢板91，两个蓄电池3设 置在槽形钢板91下方，其中蓄电池3的底端与箱体41底面相接触，顶部包覆一层减震 垫片62，两块槽形钢板91将蓄电池3上部的减震垫片62压紧，并将蓄电池3嵌入在槽 形钢板91的凹槽处，从而压紧固定蓄电池3;中间列竖向(Z向)设置的两根固定螺杆82
的长度长于左右两列固定螺杆81的长度，固定螺杆82置于两个并列蓄电池3的缝隙之 间，固定螺杆82的顶端固定安装有一条纵向(Y向)设置的槽形钢板92，无纸记录仪2 的上端嵌入式固定安装在槽形钢板92上，并且与槽形钢板92之间还设置有减震垫片62， 无纸记录仪2的下端与设置在蓄电池顶部的减震垫片62相接触，所有3条槽形钢板均 是通过螺母与固定螺杆相连并压紧。
本发明安装流程如下把装有无纸记录仪2和蓄电池3的防护箱4放在连接深水网 箱内浮管12和外浮管13的连接架14上，并将连接架14置于防护箱4底部的2块定位 板11之间，通过四个螺栓进行固定；将蓄电池3通过电源线连接至无纸记录仪2上的 电源接口上；将测力传感器1接在深水网箱的每根锚绳15上，分别通过数据信号线穿 入防护箱4中的进线孔10与无纸记录仪2连接。
本发明工作原理如下在海洋中波浪和水流对深水网箱的冲击作用下，使得连接网 箱的锚绳15在不同时刻处于绷紧或松软状态，进而引起连接在锚绳上的测力传感器1 产生应变，根据测力传感器l中应变和弹力之间的固有关系，可自动计算出弹力值，此 弹力值即为测力传感器1所测得的锚绳力，再通过数据信号线将锚绳力数据传输到无纸 记录仪2上。无纸记录仪2上的所有数据都可通过U盘转存到计算机上进行数据编辑处 理。
在本发明中，置于海水中的测力传感器1和经常受到波浪冲击的全密封防护箱4所 使用的材料均优选为不锈钢材质，利用不锈钢材料较强的防腐特性，可以使本发明在海 水中长时间工作。
权利要求
1.深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其特征在于该系统包括密封的防护箱(4)、无纸记录仪(2)、蓄电池(3)和测力传感器(1)，所述的防护箱(4)安装在深水网箱的连接架上(14)，所述防护箱(4)开有进线孔(10)，所述的无纸记录仪(2)和蓄电池(3)均安装在所述防护箱(4)内，其中无纸记录仪(2)和蓄电池(3)电连接，所述的测力传感器(1)连接在深水网箱的锚绳(15)上，测力传感器(1)的数据信号线穿入所述防护箱(4)的进线孔(10)与无纸记录仪(2)连接。
2. 根据权利要求1所述的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其 特征在于所述的防护箱(4)由圆弧型的箱盖(42)和圆柱型的箱体(41)组成，两者通 过连接件固定相连，所述的进线孔(10)为多个，均开设在所述箱体(41)的底面。
3. 根据权利要求2所述的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其 特征在于所述的蓄电池(3)通过钢板框架机构固定在所述防护箱(4)内。
4. 根据权利要求3所述的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其 特征在于:所述的钢板框架机构由竖向(Z向)设置的至少一对固定螺杆和横向(X向) 设置的至少一条槽形钢板组成，所述的固定螺杆的底端固定安装在所述防护箱(4) 的箱体(41)底面上，所述每一条槽形钢板固定安装在对应设置的一对固定螺杆的顶 端，所述蓄电池(3)的底端与所述防护箱(4)的箱体(41)底面相接触，顶端嵌入式安 装在所述槽形钢板的凹槽处。
5. 根据权利要求4所述的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其 特征在于所述蓄电池(3)的顶部包覆一层减震垫片(62)，所述槽形钢板紧压所述减 震垫片(62)，从而紧压所述蓄电池(3)。
6. 根据权利要求5所述的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其 特征在于所述蓄电池(3)的四周设置有限位条(5)，所述防护箱(4)与所述蓄电池(3) 的转角相对应的内壁处均设置有减震垫片(61)。
7. 根据权利要求6所述的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其 特征在于所述的无纸记录仪(2)位于所述蓄电池(3)的上方，所述无纸记录仪(2)通 过钢板支承机构固定在所述防护箱
8. 根据权利要求7所述的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其 特征在于所述的钢板支承机构由竖向(Z向)设置的一对固定螺杆和纵向(Y向)设 置的一条槽形钢板组成，所述的固定螺杆的底端固定安装在所述防护箱(4)的箱体 (41)底面上，所述的一条槽形钢板固定安装在所述的一对固定螺杆的顶端，所述无 纸记录仪(2)的上端固定安装在所述槽形钢板上，其下端与设置在蓄电池(3)顶部的 减震垫片(62)相接触。
9. 根据权利要求8所述的深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其 特征在于所述无纸记录仪(2)的上端与所述槽形钢板之间还设置有减震垫片(62)。
全文摘要
本发明公开了一种深水网箱锚绳受力状况海上实时测量记录系统，其特征在于该系统包括密封的防护箱、无纸记录仪、蓄电池和测力传感器，所述的防护箱安装在深水网箱的连接架上，所述防护箱开有进线孔，所述的无纸记录仪和蓄电池均安装在所述防护箱内，其中无纸记录仪和蓄电池电连接，所述的测力传感器连接在深水网箱的锚绳上，测力传感器的数据信号线穿入所述防护箱的进线孔与无纸记录仪连接。本发明可在高海况尤其是在台风浪条件下实时测量记录深水网箱的锚绳受力状况，获得最原始真实的锚绳力数据。
文档编号G01L5/04GK101358887SQ20081019844
公开日2009年2月4日 申请日期2008年9月10日 优先权日2008年9月10日
发明者昱 胡, 郭根喜, 陶启友, 黄小华 申请人:中国水产科学研究院南海水产研究所