一种海洋温度电导率剖面测量探头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明创造属于海洋测量传感器，特别是涉及海洋剖面测量平台搭载的温度电导率剖面测量探头。
【背景技术】
[0002]海水的温度和电导率是最基本的海洋水文参数，监测海洋中不同深度剖面海水温度和电导率变化规律，具有广泛的科研和应用价值。温度和电导率剖面数据资料可以作为海洋环境数值预报和灾害性海况遥测的基本数据资料，在军事上可以用于声纳作用距离预报和舰艇航海保障的基本环境参数，在水产养殖中可以用于预报生态环境变化规律和控制生物最佳养殖环境等。
[0003]利用船舶在航行过程中同时进行温度和电导率剖面测量的测量平台已被发明，船舶走航海洋测量探头是对海洋温度和电导率进行剖面测量的重要部件之一。探头内部的温度传感器多采用直型管封装方式，电导率传感器多为下端开放进水、上端封闭出水的封装方式，温度传感器和电导率传感器之间的相对距离较远，并未针对剖面测量探头在水中快速自由下沉的运动特性而对传感器进行降低水流阻、传感器响应时间匹配以及测量水路优化等相关设计。根据国际通用的78实用盐标的规定，海水盐度是由同一时间和同一位置海水的温度值和电导率值计算得出，现有技术在温度和电导率传感器的选型和设计上与测量探头的运动特性不相匹配。传感器的存在影响了探头的运动姿态和运动稳定性，如在下沉过程中产生旋转、摆动、敏感元件过水受阻等影响测量效果的运动特性；探头运动的不稳定性又影响了传感器测量准确度，如由于过水不充分使得被测海水在传感器敏感元件处产生涡流、湍流，温度和电导率敏感元件分别感知到不同的海水水团，未达到78实用盐标规定的同一时间和同一位置两个必要条件，导致产生较大的盐度测量误差，测量数据质量可信度低，增加海洋调查成本。
【发明内容】
[0004]本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种海洋温度电导率剖面测量探头，可解决探头内传感器结构和位置等与测量探头运动特性不匹配的问题，提高温盐测量的准确度。
[0005]本发明创造提供的一种海洋温度电导率剖面测量探头，包括保护罩、整流罩、传感测量件、导流基座以及密封筒；其中，所述传感测量件套装于所述整流罩内，由包括管状电导率传感器以及弧形温度传感器构成，所述弧形温度传感器的顶端位于所述管状电导率传感器前方并靠近所述管状电导率传感器前端入口处；所述保护罩位于测量探头的最前端，并与所述整流罩可拆卸连接，所述保护罩中部设有与所述管状电导率传感器位置相对应的进水开孔，还设有容纳所述弧形温度传感器并使之延伸至所述管状电导率传感器前端入口处的温度传感器通道；所述整流罩与所述保护罩共同构成类似于“子弹头”形状的外形，所述整流罩侧面对称设置有直导流槽；所述整流罩后端可拆卸连接有所述导流基座，所述导流基座内设有Y型三通导流槽，所述管状电导率传感器的后端出口套装或延伸或插接于所述Y型三通导流槽的三通入口内，所述Y型三通导流槽的另外两个分支通道分别延伸至导流基座表面并与外界连通；所述导流基座后端与所述密封筒可拆卸连接，且所述导流基座上还设有与所述密封筒连通的过孔。
[0006]其中，所述保护罩内设有与所述进水开孔以及所述温度传感器通道连通的进水通道，所述进水通道直径优选的自进水开孔向内递增或更优选的呈阶梯性增大，所述管状电导率传感器的前端入口套装或延伸或插接于所述进水通道内。所述保护罩上还设有与所述整流罩的直导流槽相匹配的端平面，所述端平面自保护罩外表面中部向后端延伸，与所述整流罩的直导流槽一起共同构成测量探头侧面的一种海水导流通道，优选的，所述端平面与所述保护罩的中轴线平行。所述保护罩后端的中部凸起形成凸台，所述凸台上一方面设有与所述进水通道和温度传感器通道连通、并能够容纳所述传感测量件前端部分的敞口，另一方面还设有若干用于与所述整流罩进行可拆卸连接的保护罩固定孔。
[0007]其中，所述整流罩上直导流槽优选设置为2个。所述直导流槽呈U型，其U型的前端开口与所述保护罩的端平面相匹配并连通；所述直导流槽的U型的后端具有一斜平面，所述斜平面自所述整流罩外表面的U型末端位置向前端和内部延伸。所述整流罩内部还设有容纳所述传感测量件的通槽，所述通槽与所述直导流槽连通；优选的，所述通槽在俯视方向的截面呈两头略窄，中部略宽并中央凸起的形状，且该截面两头顶点的连线垂直于所述2个对称设置的直导流槽中央位置的连线。所述整流罩前端还设有与所述保护罩的凸台相匹配的凹台，所述凹台上还设置有若干与所述保护罩固定孔相匹配的整流罩安装孔，使所述保护罩和整流罩能够分别通过凸台与凹台的配合、以及保护罩固定孔与整流罩安装孔的配合实现二者稳固的匹配连接。所述整流罩后端还设有整流罩固定环，优选的所述整流罩固定环与所述整流罩的罩体一体连接；所述整流罩固定环上设有若干整流罩固定孔；所述整流罩固定环上还设置有整流罩开槽，用于整流罩固定连接过程中紧固应力的卸载，优选的，所述整流罩开槽与所述导流基座上Y型三通导流槽的两个分支通道位置相对应，还能够扩大所述Y型三通导流槽的两个分支通道的通量。
[0008]其中，所述传感测量件的管状电导率传感器以及弧形温度传感器优选的用封装套以一体化封装的方式固定在一起。所述管状电导率传感器优选的呈圆管状，前后端分别在封装套外预留一段管体，分别作为所述管状电导率传感器的前端入口和后端出口。所述弧形温度传感器固定于所述管状电导率传感器的前端入口一侧，所述管状电导率传感器和弧形温度传感器的各传感引线自所述管状电导率传感器后端出口一侧引出；进一步，所述传感引线经由包含若干道O型圈的密封插头引出。优选的，所述传感测量件的管状电导率传感器能够套装于所述整流罩的中央，所述弧形温度传感器和所述传感引线的引出部位均位于所述管状电导率传感器的同一侧，并套装于所述整流罩内通槽的略窄的两头之一的空间内。
[0009]进一步，所述管状电导率传感器采用三电极式测量原理，由玻璃导流管和3段金属电极组成，金属电极间隔一定距离镶嵌在玻璃导流管的内壁上。进行电导率测量时，在中间金属电极加固定电压，两端金属电极接地，产生激励电流，被测海水的等效电阻与电导率成函数关系，电极引线(即上文所述传感引线的部分或全部)经由封装套引出后，经过电路处理即可获得海水电导率值。
[0010]进一步，所述弧形温度传感器中的敏感元件优选为热敏电阻，所述热敏电阻封装在弧形温度传感器的顶端内部。
[0011]其中，所述导流基座优选的依次包括前端凸起圆台、中部连接台以及后端密封台三个组成部分，所述前端凸起圆台用于与所述整流罩连接，所述中部连接台的外径分别与所述整流罩后端的外径以及所述密封筒前端的外径相等，所述后端密封台用于与所述密封筒密封连接。所述Y型三通导流槽的三通入口位于所述前端凸起圆台的中央，所述Y型三通导流槽的另外两个分支通道分别延伸至所述中部连接台的表面。所述导流基座的过孔位于所述Y型三通导流槽的三通入口的一侧，贯通所述导流基座的三个组成部分，当所述管状电导率传感器的后端出口位于所述Y型三通导流槽的三通入口内时，所述传感测量件的密封插头能够