一种海洋沉箱坐底式测量装置的制作方法

本发明属于海洋测绘领域，特别是一种海洋沉箱坐底式测量装置。

背景技术：

在海洋测绘任务中，特别是在港口设计、航道规划、核电站建设等项目前期勘测中，通常需建立海上长期周年观测站来测量工程海域的水文要素。观测内容一般包括波浪、潮流、温度、盐度和含沙量等。通过测量数据，为工程海域水动力数学、物理模型研究提供基础资料，保证工程的顺利开展。

在浩瀚的海洋中投放坐底式测量装置，自身的安全性受到了众多因素的影响，给测量仪器的回收工作造成很大的困难。传统坐底式测量装置一般分为三角支架式和水泥模型式两种，水泥模型式为了坐底的稳定性，重量设计一般在1.5吨以上，体积较大，重量大，在淤泥质海底会沉降，陆地运输需配备专门起吊车作业，海上运输对船舶的大小、动力、载重等要求较高，航行中采用船尾悬浮式运输，为保障运输安全，对海洋气象条件要求极为苛刻。三角支架式重量轻，容易移位。综上所述，传统坐底式测量装置均存在海底移位的问题，投放后常常面临着渔船作业拖动、人为损坏浮标等风险。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种海洋沉箱坐底式测量装置，该装置容易运输，投放海底后不容易移位，坐底测量姿态稳定，容易回收。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种海洋沉箱坐底式测量装置，包括锥台型外壳和矗立固定在其中央的测量内柱，所述测量内柱是采用不锈钢管或pvc管制成的，所述锥台型外壳的顶部采用敞口结构、设有封底和固定在所述封底上的护筒，在所述封底的下方设有与其固接的支撑柱，在所述护筒的顶部边沿上设有拉环，所述封底和所述护筒均是采用多片不锈钢板拼接而成的，所述测量内柱的顶标高不高于所述护筒的顶标高，所述测量内柱的底部组装固定在所述封底上，所述测量内柱的顶部采用敞口结构，所述测量内柱的下部是支撑连接部分，中部是电源密封舱，上部是测量仪器平台，所述电源密封舱设有舱门，在所述电源密封舱内设有供电电源，所述供电电源通过万向轴与测量仪器连接，所述万向轴和所述测量仪器安装在所述测量仪器平台上，在所述测量内柱的上部外侧安装有水下定位设备，在所述锥台型外壳与所述测量内柱之间形成有环形配重加载空间，在所述配重加载空间内加载有主配重结构，所述电源密封舱的舱门底标高高于所述主配重结构的顶标高。

在所述护筒的上部设有过水孔。

所述进水孔位于所述护筒的80％高度处。

所述主配重结构采用速凝水泥结构。

所述锥台型外壳的横截面为正八边形。

在所述支撑连接部分内加载有辅助配重结构。

所述支撑柱的下部采用尖状结构。

在所述封底上设有加强龙骨。

在所述锥台型外壳的顶部设有固定连接条，所述拉环固接在所述固定连接条上。

本发明具有的优点和积极效果是：

一)采用现场组装没有加载主配重结构的轻型结构，然后在投放时，现场加载主配重结构，运输方便，能够降低运输成本开支，减弱了传统模式对海洋气象条件的依懒性，提高了工作效率。

二)本发明采用国际领先的水下定位技术，利用水下定位技术，可以精准的定位方圆5公里之内的沉箱装置位置。为仪器的安全及设备的回收起到了至关重要的作用。

三)可以根据现场海底表层沉积物的厚度情况，确定主配重结构的重量，完美地解决了传统水泥模型装置因自身过重在淤泥质海底造成的沉降问题。

四)采用过水孔技术，经多次试验证明，过水孔位置设计在护筒高度的80％处，此高度能最好地保证测量仪器坐底后的观测姿态。

五)采用防腐蚀的不锈钢和/或pvc管组成，具有造价成本低、维护费用低、无污染、易回收等特性，对观测站的周边海洋环境保护起到积极作用。

综上所述，本发明与传统技术相比，采用国际领先的海底定位技术，能够有效防止装置丢失，提升了测量装置的安全性；采用能够在观测站现场组装的结构，容易携带和运输；主配重结构可以根据现场情况确定，能够有效防止观察装置的沉降；采用上小下大的结构能够保证测量姿态的稳定性，观测姿态良好，观测数据准确，有效提高测量精度；并且本发明能够节约成本，提高效率，特别适合海上长期周年观测站使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的锥台型外壳、测量内柱以及支撑柱组装后的俯视图；

图3为本发明的护筒主视图；

图4为本发明的护筒的顶部结构示意图；

图5为本发明的测量内柱结构示意图。

图中：1、锥台型外壳；1-1、封底；1-2、护筒；1-3、过水孔；1-4、加强龙骨；2、测量内柱；2-1、支撑连接部分；2-2、电源密封舱；2-3、测量仪器平台；3、支撑柱；4、拉环；5、水下定位设备；6、固定连接条。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图5，一种海洋沉箱坐底式测量装置，包括锥台型外壳1和矗立固定在其中央的测量内柱2，所述测量内柱2是采用不锈钢管或pvc管制成的，所述锥台型外壳1的顶部采用敞口结构、设有封底1-1和固定在所述封底1-1上护筒1-2，在所述封底1-1的下方设有与其固接的支撑柱3，在所述护筒1-2的顶部边沿上设有拉环4，所述封底1-1和所述护筒1-2均是采用多片不锈钢板拼接而成的，所述测量内柱2的顶标高不高于所述护筒1-2的顶标高，所述测量内柱2的底部组装固定在所述封底1-1上，所述测量内柱2的顶部采用敞口结构，所述测量内柱2的下部是支撑连接部分2-1，中部是电源密封舱2-2，上部是测量仪器平台2-3，所述测量仪器平台2-3上部的结构应保证测量仪器发射角无遮挡，所述电源密封舱2-2设有舱门，便于供电电源的维护和更换。在所述电源密封舱2-2内设有供电电源，所述供电电源通过万向轴与测量仪器连接，所述万向轴和所述测量仪器安装在所述测量仪器平台2-3上，在所述测量内柱2的上部外侧安装有水下定位设备5，在所述锥台型外壳1与所述测量内柱2之间形成有环形配重加载空间，在所述配重加载空间内加载有主配重结构，所述电源密封舱2-2的舱门底标高高于所述主配重结构的顶标高。

上述水下定位设备5的种类及型号需要根据测区的站位及水深进行选择，观测期间，如测量装置被渔船网具拖动了，利用水下定位技术能够准确地获知测量装置的位置，将测量仪器丢失的风险降至最低。

在本实施例，为了缓解海流对测量装置的冲击，增强测量装置的姿态稳定性，减小移位量，在所述护筒1-2的上部设有过水孔1-3。所述过水孔1-3位于所述护筒1-2的80％高度处，有沿周向均匀布置的16个，经大量试验证明：此高度能最好地保证测量仪器坐底后的观测姿态。所述主配重结构采用速凝水泥结构，投放时利用海水使速凝水泥凝固，可以减少配重的拖带量，并且能够使主配重结构更加均匀。所述锥台型外壳1的横截面为正八边形，此时护筒应采用8块梯形板形成，封底应采用正八边形结构，边长与梯形板的下底相同，便于组装和运输。在所述支撑连接部分2-1内加载有辅助配重结构，能够减轻主配重结构的重量，减小主配重结构的体积，有利于增大电源密封舱2-2和/或测量仪器平台2-3上的容纳空间。所述支撑柱3的下部采用尖状结构，便于测量装置时快速坐底，提高效率。在所述封底1-1上设有加强龙骨1-4，用于加强封底1-1的强度。在所述锥台型外壳1的顶部设有固定连接条6，对护筒加以固定，所述拉环4固接在所述固定连接条6上。

本发明的工作原理：

在投放现场的船舶上首先完成锥台型外壳的拼装，然后将测量内柱组装在锥台型外壳内并将支撑柱装配在锥台型外壳的封底上。在无主配重结构的情况下，组装在一起的锥台型外壳和测量内柱重量较轻，采用绳索连接在四个拉环上，将组装在一起的锥台型外壳和测量内柱置于海面上漂浮。然后根据海底表层沉积物厚度情况进行主配重结构的加载，以速凝水泥结构为例，将速凝水泥均匀投放在锥台型外壳与测量内柱之间的环形配重加载空间中，达到设定重量后，开始向环形配重加载空间中注水，当测量装置的重量大于海水浮力时，用绳索控制速度，缓慢投放海底，应当保障沉箱测量装置的垂直姿态。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。