湖面光谱监测船静稳系统及操作方法与流程

本发明涉及水质监测领域，具体是湖面光谱监测船静稳系统及操作方法。

背景技术：

目前，我国环境问题，特别是水污染问题日趋严重；对水体的监测是环境监测的一项重点内容，水利、环境等部门都在进行这方面的工作；光谱监测是近年发展起来的重要监测手段之一，因其监测范围广，费用低，受到各监测部门的关注，现场光谱监测是光谱监测工作的重要环节，因其监测数据的准确度关系到后续数据分析、研判的正确性，因此科技人员对现场光谱监测非常重视，然而现场监测通常是乘船到达现场，在船上进行原位观测，因湖面开阔，船只漂浮在湖面上，即使微风条件下，船体也有较大晃动，使得监测数据偏差较大甚至不能使用，这个棘手的问题一直困扰着光谱监测的科技人员，甚至影响着光谱监测事业的健康发展；对于一些乘船到达困难区域，随着遥控驾驶功能的小型遥控船逐渐成熟，使用无人遥控船的观测方式也得到应用，如中国专利CN 201587525 U 小型无人自航海洋通量观测船，这种遥控船因重量小、使用方便，受到技术人员的青睐，但随之而来的是这种遥控船因重量小，在湖面上晃动更加剧烈，用于光谱监测更为困难；因此，发明一种监测船静稳系统显得非常重要。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种湖面光谱监测船静稳系统，由船体、甲板、支柱、电动机、展扩板、蓄电池、信号接收器及开关、齿条、齿轮、电磁铁、楔形垫块、锁舌、轨道框、上挡板、支撑弹簧、支杆、下挡板、减压孔、压力开关组成,所述电动机、蓄电池、信号接收器及开关、电磁铁、楔形垫块、轨道框固定设置在甲板上面；甲板、楔形垫块、轨道框有高强塑料制成，锁舌能够在轨道框中移动，锁舌由铁制作。

进一步的，所述的齿条固定设置在支柱上面，支柱能够通过甲板上开设的竖向孔上下移动。

进一步的，所述的展扩板固定设置在支柱下端，呈水平状态，可以增大与湖底接触面积，保障支柱不会插进湖底淤泥。

进一步的，所述的展扩板上开设4个以上减压孔，上提展扩板产生较大负压时，可以通过减压孔向展扩板底面供水，消除负压，使需要的提升力较小，即可使配置的电动机功率较小，又能保证上提展扩板不产生过大负压而把船体拉沉；所述的上挡板、支杆、下挡板固定设置为一体，支撑弹簧位于上挡板和展扩板之间。

进一步的，所述的压力开关固定设置在船体底面，压力开关受到的水压力比船体漂浮在水面时受到的水压力减小2KPa、增大3KPa时，压力开关断开电路；水压力减小2KPa表明支柱将船体顶升了20cm，船体已不再浮在水面，不再受波浪作用而晃动；水压力增加3KPa表明展扩板已提起，对压力开关产生相当于30cm深的水压力，设定水压力增大3KPa时压力开关断开电路，也保证了支柱提升过程中，湖面偶有20cm左右的波浪形成，压力开关不会误操作断开电路。如果存在湖面能形成30cm左右波浪的风力，不满足监测条件，不会开展监测工作，因此设定压力开关受到的水压力比船体漂浮在水面时受到的水压力增大3KPa时，压力开关断开电路，而不是更大压力。

本发明的湖面光谱监测船静稳系统操作方法包括以下步骤：

第一步，在岸上无线操控湖面光谱监测船到达光谱监测点，就位；

第二步，在岸上发出开机信号，信号接收器及开关接收信号、连通电动机、电磁铁电路；

第三步，电磁铁吸附锁舌在轨道框内向斜上方移动，支柱解除锁定状态，电动机驱动支柱缓缓下移；

第四步，展扩板到达湖底，电动机继续工作，船体被慢慢顶起，压力开关受到的水压力逐渐减小，当水压力减小2KPa时，压力开关断开电路，电动机停止工作、电磁铁失去磁性，锁舌依靠自重在轨道框内向斜下方滑动，锁定支柱；

第五步，在岸上操控光谱仪监测、拍摄、数据采集；

第六步，在岸上发出反向转动开机信号，信号接收器及开关接收信号、连通电动机、电磁铁电路；

第七步，电磁铁吸附锁舌在轨道框内向斜上方移动，支柱解除锁定状态，电动机驱动支柱缓缓上移；

第八步，船体慢慢下落，压力开关受到的水压力逐渐增大至正常水压力，船体漂浮在水面上，展扩板开始上升，底面产生负压，下挡板在负压作用下与展扩板脱开一定缝隙，水流进入，从而消除负压，展扩板继续上升，下挡板在弹簧作用下复位；展扩板脱离湖底板继续上升，慢慢压迫压力开关，压力开关受到的压力逐渐增大，当水压力增大3KPa时，压力开关断开电路，电动机停止工作、电磁铁失去磁性，锁舌依靠自重在轨道框内向斜下方滑动，锁定支柱；

第九步，一个光谱测点监测工作结束,在岸上无线操控湖面光谱监测船到达下一个光谱监测点，重复步骤二至八，完成全部工作。

本发明的湖面光谱监测船静稳系统及操作方法，设计科学合理，操作方便，彻底接解决了长期困扰科技人员在船上进行光谱监测时，因无法避免的船体晃动导致的监测数据偏差过大甚至无法使用的棘手问题。

附图说明

图1是湖面光谱监测船静稳系统示意图；

图2是该系统驱动机构锁定状态放大示意图；

图3是该系统驱动机构解除锁定状态放大示意图；

图4是该系统A-A剖面示意图；

图5是该系统B-B剖面示意图；

图6是该系统展扩板示意图；

图7是该系统展扩板工作状态C-C剖面示意图；

图8是该系统展扩板上升初期C-C剖面示意图；

图9是该系统展扩板收起示意图；

图10是该系统展扩板工作状态示意图；

图11是该系统电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步说明。

如图1-11所示，本发明公开的湖面光谱监测船静稳系统，由船体1、甲板2、支柱3、电动机4、展扩板5、蓄电池6、信号接收器及开关7、齿条8、齿轮9、电磁铁10、楔形垫块11、锁舌12、轨道框13、上挡板14、支撑弹簧15、支杆16、下挡板17、减压孔18、压力开关19组成,所述电动机4、蓄电池6、信号接收器及开关7、电磁铁10、楔形垫块11、轨道框13固定设置在甲板2上面；甲板2、楔形垫块11、轨道框13有高强塑料制成，锁舌12能够在轨道框13中移动，锁舌12由铁制作。

所述的齿条8固定设置在支柱3上面，支柱3能够通过甲板2上开设的竖向孔上下移动；展扩板5固定设置在支柱3下端，呈水平状态；展扩板5上开设4个以上减压孔18；所述的上挡板14、支杆16、下挡板17固定设置为一体，支撑弹簧15位于上挡板14和展扩板5之间；所述的压力开关19固定设置在船体1底面，压力开关19受到的水压力比船体漂浮在水面时受到的水压力减小2KPa和增大3KPa时，压力开关19断开电路。

本发明公开的湖面光谱监测船静稳系统的操作方法包括以下步骤：

第一步，在岸上无线操控湖面光谱监测船到达光谱监测点，就位；

第二步，在岸上发出开机信号，信号接收器及开关7接收信号、连通电动机4、电磁铁10电路；

第三步，电磁铁10吸附锁舌12在轨道框13内向斜上方移动，支柱3解除锁定状态，电动机4驱动支柱3缓缓下移；

第四步，展扩板5到达湖底，电动机4继续工作，船体1被慢慢顶起，压力开关19受到的水压力逐渐减小，当水压力减小2KPa时，压力开关19断开电路，电动机停止工作4、电磁铁10失去磁性，锁舌12依靠自重在轨道框13内向斜下方滑动，锁定支柱3；

第五步，在岸上操控光谱仪监测、拍摄、数据采集；

第六步，在岸上发出反向转动开机信号，信号接收器及开关7接收信号、连通电动机4、电磁铁10电路；

第七步，电磁铁10吸附锁舌12在轨道框13内向斜上方移动，支柱3解除锁定状态，电动机4驱动支柱3缓缓上移；

第八步，船体1慢慢下落，压力开关19受到的水压力逐渐增大至正常水压力，船体漂浮在水面上，展扩板5脱离湖底继续上升，慢慢压迫压力开关19，压力开关19受到的压力逐渐增大，当水压力增大3KPa时，压力开关19断开电路，电动机4停止工作、电磁铁10失去磁性，锁舌12依靠自重在轨道框13内向斜下方滑动，锁定支柱3；

第九步，一个光谱测点监测工作结束,在岸上无线操控湖面光谱监测船到达下一个光谱监测点，重复步骤二至八，完成全部工作。