专利名称：溢油跟踪定位浮标装置的制作方法
技术领域：
溢油跟踪定位浮标装置是以水上浮标作为载体，当海上船舶溢油 事故发生后，应急人员及时将该浮标用船只或飞行器投放到溢油区 域，从而及时、准确、实时地跟踪漂浮在水面上的溢油，掌握溢油的 扩散范围和动态漂移的真实情况，为应急部门提供可靠的决策依据。 属于环境保护技术领域。
(二)
背景技术：
采用浮标跟踪水上溢油的技术和设备，目前我国还是空白。当前 国内生产和使用的浮标主要为测量海洋水温、水流等，还没有开发专 为跟踪水上溢油的产品，也没有该产品的研究技术。目前国外浮标产 品主要集中在加拿大和美国用于建立全球海洋实时观测网的一种专 用测量设备，用于溢油跟踪的浮标也很少。
虽然采用浮标跟踪水上溢油的技术目前在国内还是空白，但我国 海事等相关部门，提出了有关这类浮标的需求，目前中国对海面溢油 的实时追踪和监测手段十分缺乏，现场肉眼观察容易受到距离和天 气条件的限制，卫星遥感虽可以用于探测海面溢油，但受卫星经过 时间和天气的制约比较大，反应滞后、实时性不强，同时雷达探测 和航空遥感等也容易受到气候因素的影响，而且相关仪器和设备也 十分昂贵，因此急需一种准确、实时能对海面溢油进行全天候和全程 监测的手段，供溢油指挥决策使用。溢油跟踪定位浮标装置刚好可以 满足这些要求。
由于水上溢油飘移过程是连续运动的，所以随着溢油飘移的浮 标也是移动的，为了获取该浮标的信息，信息的接收与发送采用的是
无线电通信方式。本专利主要是采用海事卫星或铱星或GPRS蜂窝移 动通信设备作为浮标的无线电通信方式，这几种通讯技术用在溢油跟踪定位浮标上，目前在国内外尚属首例。
(三)发明的内容
1. 目的
本发明的目的在于提供一种溢油跟踪定位浮标装置，当水上船舶 溢油事故发生后，它能及时、准确、实时地跟踪水上溢油飘移的轨迹， 为应急部门提供真实可靠的的数据，从而为应急救援提供帮助。
2. 技术方案
一种溢油跟踪定位浮标装置,它由壳体、集成板和内置设备组成。
所述壳体是用非金属类材料制成；它由上壳、下壳、密封圈、螺 栓、垫片组成；该上壳与下壳相互扣合在一起形成中空壳体；上壳与 下壳的形状相同，其顶部有一小平面，小平面供平稳放置磁性元件； 其边缘处延伸有凸缘端面，凸缘端面上沿圆周均布有圆形孔，再往内 沿圆周设有凹槽，该密封圈放置在凹槽中；
所述集成板是一个圆板，它沿园周方向开有与上、下壳圆形孔相 对应的园孔，它夹在上、下壳之间，通过螺栓、垫圈连接，将上、下 壳、密封圈及集成板连接成一体，从而构成一个密封的球状物；
所述内置设备固定连接在集成板的下表面中心，它由设备组件和 磁控开关组成；该设备组件由通信控制定位装置、电源、电源套、通 讯天线、定位天线组成；该通信控制定位装置是由通信模块、控制模 块、定位模块组成，它通过螺钉固定连接在集成板的下表面中心；通 信模块主要完成将收集到的信号传输到数据处理和监控中心以及将 该中心的指令传输给浮标的双向通讯功能；控制模块采用集中控制模 式， 一个高性能的"中央控制器"做为装置的控制中心，完成数据读 取、发送、人机交互等控制功能；定位模块主要完成将浮标所处位置 的经纬度计算出来后变成信号通过通信模块传输到数据处理和监控 中心的功能；该通讯天线、定位天线分别固定安装在集成板的上表面; 该电源为圆环形结构的干电池或蓄电池，放置在电源套内，通过螺钉 固定在集成板的下表面，并环抱在通信控制定位装置的外面；该磁控 开关安装在下壳内部底面处。本发明下重上轻，投入水中后，通讯天 线、定位天线所在的半球朝上，通信控制定位装置、电源所在的半球朝下。
所述电源为通信控制定位装置提供电源，磁控开关控制电源的接 通和断开，当磁体放置在下壳外部底面时磁控开关断开，电源也断开; 当磁体从下壳外部底面移开时，磁控开关导通，电源也接通，本发明 开始工作。，
当溢油跟踪定位浮标需要工作时，将本发明上的磁控开关打开， 并投放到水中，系统开始自检，本发明内的通信控制定位装置开始工
作，本发明运动的位置通过通信控制定位装置内的GPS定位模块计算
出浮标所在位置的经纬度，并通过通信控制定位装置的通信模块(海
事卫星或铱星或GPRS蜂窝移动通讯)发送到数据处理和监控中心，
同时数据处理和监控中心可通过通信设备发送指令到浮标，如控制
浮标发送信息的时间间隔等，浮标内的通信模块(海事卫星或铱星或
GPRS蜂窝移动通讯)接收该指令，以改变浮标定位等信号发送的频
"、如图5、图6、图7所示，当浮标被投放在水面上后，系统开始 自检，地面控制中心启动信号控制命令，本发明内的通信控制定位装 置开始工作，内置浮标中的GPS定位模块接受卫星定位信号，并通过 接口将定位数据发送给中央控制器的数据存储区存储，并接收和转发 从中央控制器发送来的数据；其中通讯模式采用GPRS模块、或铱星 模块、或海事卫星模块，它与中央控制器连接，它既接收中央控制器 发送来的数据信息，也接受地面数据处理和监控中心发来的命令并相 互转发，完成双向通讯的任务；控制系统中的控制模块采用集中控制 模式， 一个高性能的中央控制器做为设备的控制中心，完成数据读取， 发送，人机交互等控制功能，"数据存储区"、"人机命令接口"和"电 源"模块为"中央控制器"的附属模块，它们与中央控制器互相连接， 辅助中央控制器完成数据采集、转发工作，该装置有专门的电源系统 供电。
溢油跟踪定位浮标是一种能跟踪溢油的浮标载体，当这种浮标投 入水中后，它能随着海上溢油的油膜层中的油膜一起漂移运动，从而 能真实的反映油膜在水上漂移、运动和扩散的情况。
该装置构思新颖，结构独特，不仅能真实反映海上溢油的位移和扩散情况，而且制作方便，价格低廉，为应急救援部门提供了可靠的 帮助。(四)
图l为本发明的结构示意2为本发明的结构爆炸示意图 图3为本发明内部设备组件爆炸示意图 图4为本发明磁控开关安装示意图 图5为本发明通信模块结构示意图 图6为本发明控制模块结构示意图 图7为本发明信号处理流程示意图 图中符号及标号说明如下1上壳 2下壳 3螺栓4垫片5 0形圈 7集成板8通信控制定位装置9电源10电源套 12定位天线 13磁控开关具体实施方式
如图1、图2所示，本发明溢油跟踪定位浮标装置由壳体、集成 板7和内置设备组成。所述壳体由上壳l、下壳2、密封圈5、螺栓3、 垫片4组成；该上壳1与下壳2相互扣合在一起形成中空壳体，类似球状，并 采用非金属类材料制成；上壳1与下壳2的边缘处有凸缘，凸缘上均 布有12个圆形孔，凸缘端面上有一凹槽，上壳l、下壳2的球面顶部 和底部有一小平面，底部的小平面供平稳放置磁性元件；该密封圈5 有两个，分别放置在上壳1与下壳2凸缘端面上的凹槽中；所述集成板7是一个圆板，它沿园周方向开有与上壳1、下壳2 对应的园孔，它夹在上壳l、下壳2之间，通过螺栓3、垫圈4连接， 而与上壳l、下壳2、密封环5构成一个密封的球状物；如图2、图3、图4所示，所述内置设备由设备组件6和磁控开 关13组成；所述设备组件6由通信控制定位装置8、电源9、电源套 10、通讯天线11 、定位天线12组成；该通信控制定位装置8包括6设备组件 ll通讯天线通信模块、控制模块、定位模块，通信模块主要完成将收集到的信号 传输到数据处理和监控中心以及将该中心的指令传输给浮标的双向 通讯功能；控制模块采用集中控制模式， 一个高性能的"中央控制器" 做为装置的控制中心，完成数据读取、发送、人机交互等控制功能； 定位模块主要完成将浮标所处位置的经纬度计算出来后变成信号通 过通信模块传输到数据处理和监控中心的功能；该集成板7是一个圆 形非金属板材，用于安装通信控制定位装置8、电源9、电源套IO、 通讯天线ll 、定位天线12;该通信控制定位装置8通过螺钉固定连 接在集成板7的下表面中心；该电源9为圆环形结构，放置在电源套 10内，电源套10通过螺钉固定在集成板7的下表面，并环抱在通信 控制定位装置8的外面；该通讯天线11 、定位天线12分别固定安 装在集成板7的上表面；该磁控开关13安装在下壳2内部底面处； 本发明下重上轻，投入水中后，通讯天线11 、定位天线12所在的 半球朝上，通信控制定位装置8、电源9所在的半球朝下。 所述电源9为通信控制定位装置8提供电源，磁控开关13控制电源 的开断，当用磁体放置在下壳2外部底面时磁控开关13断开，当磁 体从下壳2外部底面移开时，磁控开关13导通，本发明开始工作。如图5、图6、图7所示，当浮标被投放在水面上后，系统开始 自检，地面控制中心启动信号控制命令，本发明内的通信控制定位装 置8开始工作，内置浮标中的GPS采集数据并接受卫星定位信号，通 过接口将采集到的数据和定位信号发送给中央控制器的数据存储区 存储，并接收和转发从中央控制器发送来的数据；通讯模式采用GPRS 模块、或铱星模块、或海事卫星模块，它与中央控制器连接，它既接 收中央控制器发送来的数据信息，也接受地面数据处理和监控中心发 来的命令并相互转发，完成双向通讯的任务；控制系统中的控制模块 采用集中控制模式， 一个高性能的中央控制器做为设备的控制中心， 完成数据读取，发送，人机交互等控制功能，"数据存储区"、"人机 命令接口"和"电源"模块为中央控制器的附属模块，它们与中央控 制器互相连接，辅助中央控制器完成数据采集、转发工作，该装置有 电源系统9专门供电。
权利要求
1、一种溢油跟踪定位浮标装置，其特征在于该装置由壳体、集成板和内置设备组成；所述壳体是用非金属类材料制成；它由上壳、下壳、密封圈、螺栓、垫片组成；该上壳与下壳相互扣合在一起形成中空壳体；上壳与下壳的形状相同，其顶部有一小平面；其边缘处延伸有凸缘端面，凸缘端面上沿圆周均布有圆形孔，再往内沿圆周设有凹槽，该密封圈放置在凹槽中；所述集成板是一个圆板，它沿园周方向开有与上、下壳圆形孔相对应的园孔，它夹在上、下壳之间，通过螺栓、垫圈连接，将上、下壳、密封圈及集成板连接成一体，从而构成一个密封的球状物；所述内置设备固定连接在集成板的下表面中心，它由设备组件和磁控开关组成；该设备组件由通信控制定位装置、电源、电源套、通讯天线、定位天线组成；该通信控制定位装置是由通信模块、控制模块、定位模块组成；该通讯天线、定位天线分别固定安装在集成板的上表面；该电源为圆环形结构，放置在电源套内，通过螺钉固定在集成板的下表面，并环抱在通信控制定位装置的外面；该磁控开关安装在下壳内部底面处；浮标入水后，地面控制中心启动信号控制命令，装置内的通信控制定位装置开始工作，定位模块通过接口将采集到的数据和定位信号发送给中央控制器的数据存储区存储，并接收和转发从中央控制器发送来的数据；控制模块采用集中控制模式，“数据存储区”、“人机命令接口”和“电源”为中央控制器的附属模块，它们分别与中央控制器互相连接，辅助中央控制器采集、存儲数据和信号转发；通信模块与中央控制器连接，它接收地面数据处理和监控中心发来的命令并传输给中央控制器，中央控制器来的数据信息，也通过它发送给地面数据处理和监控中心；该装置有电源系统专门供电。
2. 根据权利要求1所述的溢油跟踪定位浮标装置，其特征在于: 所述通信模块是GPRS蜂窝移动通信模块。
3. 根据权利要求l所述的溢油跟踪定位浮标装置，其特征在于: 所述通信模块是铱星模块。
4. 根据权利要求l所述的溢油跟踪定位浮标装置，其特征在于: 所述通信模块是海事卫星模块。
全文摘要
本发明一种溢油跟踪定位浮标装置，它主要由壳体、集成板和内置设备组成。所述壳体由上壳、下壳、O形圈、螺栓、垫片组成；所述内置设备由设备组件和磁控开关组成；该装置外形类似两个草帽物体相扣在一起形成的中空球状物，该装置内部设置有先进的通信控制定位模块及遥控系统。该溢油跟踪定位浮标装置构思新颖，结构独特，技术先进，能真实地反映海上溢油的位移和扩散情况，为应急救援部门提供了可靠的决策依据。
文档编号B63B22/00GK101407249SQ20081022719
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年11月25日
发明者平 赵 申请人:平 赵