一种多参数监测智能航标的制作方法

1.本实用新型涉及海上仪器设备的技术领域，更具体地，涉及一种多参数监测智能航标。


背景技术：

2.航标是助航标志的简称，指标示航道方向、界限与碍航物的标志，包括过河标、沿岸标、导标、过渡导标、首尾导标、侧面标、左右通航标、示位标、泛滥标和桥涵标等。航标是帮助引导船舶航行、定位和标示碍航物与表示警告的人工标志。
3.现有的航标用途比较单一，主要起到助航定位的作用，无法搭载多个监测仪器，搭载设备无保护结构，易损坏，不符合用户所需；且现有航标一般是单立柱结构，不便于立放，且横放时占据空间大，底部无法拆卸，运输与存储不便。而在安全系数上，现有的航标结构简单，未考虑相关碰撞因素，因此在受到碰撞时，监测仪器很容易损坏，标体受到小的损坏都可能倾覆、沉没，导致整个航标都需要更换，维护成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种多参数监测智能航标，用于解决现有的航标功能单一的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：
6.一种多参数监测智能航标，包括：仪器平台、灯架、水下测量装置、浮体和底座；
7.所述仪器平台设置于灯架上，用于安装监测设备；所述仪器平台上设有防撞保护圈；
8.所述灯架设置于浮体上，且灯架上设有助航设备，用于助航；
9.所述水下测量装置贯穿浮体设置，且底部没入水中，用于监测水体环境；
10.所述浮体漂浮于海面上，包括内围和外围，所述外围由若干块浮力模块拼接形成，用于提供浮力；所述内围与水下测量装置的外壁无缝贴合，形成密闭仪器仓，用于放置主控设备和观测仪器；
11.所述底座设置于浮体的底部，包括多根均匀设置的底柱，用于给浮体配重，并支撑固定整个浮体。
12.本技术方案中，多参数监测智能航标的浮体外围由浮力模块拼接形成，既保证了浮体整体的浮力，也可以使浮体碰撞后不易倾覆、沉没，其中，该浮力模块设计采用耐腐蚀、绝缘性好、吸水性小、易清理的材料制备形成；另外，浮体由四个浮力模块拼接形成，还具有便于运输的效果。通过在浮体内围设置高水密性的密闭仪器仓，以便于放置主控设备和各种观测仪器，以免水汽侵袭，确保内部仪器长时间运行。
13.具体地，所述密闭仪器仓的结构为柱体状结构。
14.进一步地，所述密闭仪器仓包括顶面、底面和侧壁，所述侧壁和底面密封连接，且所述侧壁由若干弧形不锈钢板与水下测量装置的外壁密封连接，以围设形成密闭仪器仓，
所述顶面设有用于关闭或打开密闭仪器仓的出口盖板。
15.本技术方案中，所述侧壁由若干高强度的弧形不锈钢板和水下测量装置的外壁拼接进行密封形成，从而围设形成密闭仪器仓，可以进一步提高舱室的支撑强度，并保证舱室的密封性。其中，浮力模块的内壁上还设有用于容纳水下测量装置的弧形凹槽。
16.本方案中，通过在灯架上设置仪器平台，以便于安装各种气象监测设备，达到既保留助航导航的作用，又兼具各种气象监测和视频监控的功能，更符合用户所需。
17.当航标周围有船只等物体时，容易发生碰撞；通过在仪器平台上设置防撞保护圈，可以进一步保护仪器平台以及其上的监测设备，避免遭受撞击而损坏。
18.另外，底柱的设置一方面可以用于给航标配重，使航标重心降低，达到稳性要求，另一方面，还便于将航标垂直站立放置在岸上或船上，有利于运输或布放起吊或存储等操作，更有利于各种仪器的安装和调试作业。
19.进一步地，所述灯架由若干不锈钢金属管拼装形成，且所述金属管的内部中空，用于安装设备线缆；所述助航设备、测量设备包括设置于灯架顶部的顶标、航标灯、ais、和气象测量仪等；所述灯架的腰部上设有太阳能板、设备箱和仪器平台。
20.其中，所述金属管可拆卸连接，以便于安装，金属管之间还可以通过连接法兰连接，以具有更稳固的效果，且便于更换维护；所述金属管还可以为可伸缩的金属管，以便运输。金属管的内部中空，可以用于布置设备线缆，一方面可以保护线缆，延长线缆的使用寿命，另一方面也便于线缆走线，起到保护线缆的作用，还能使灯架上的布置更简洁、整体美观。所述太阳能板设置于灯架的腰部位置上。进一步地，灯架的腰部位置上设有用于支撑固定太阳能板的支撑架，所述支撑架上设有多个支撑位，以便调节太阳能板的倾斜角度，进而根据太阳入射角度，可以更好地接收太阳能。
21.进一步地，所述防撞保护圈包括内圈和外圈，且内圈和外圈之间设有连接柱，所述内圈与灯架连接，形成用于安装监测设备的安装网架，所述监测设备包括航标灯、ais、北斗传输与定位系统、视频监控装置、能见度测量装置、降雨量测量装置和太阳辐射测量装置。
22.连接柱的设置以便于连接内圈和外圈，且连接柱还可以起到加固外圈的作用，使外圈更坚固。检测设备设置于内圈与灯架连接形成的安装网架上，固定效果好，且安装网架通过外圈保护，可有效保护监测设备，以保证监测设备更好地接收信号进行工作。
23.进一步地，所述视频监控装置分别设置于安装网架的东南西北四个方向上，其中，为起到更好的保护作用，外圈的高度高于内圈的高度；为具有更好的拍摄视野，视频监控装置设置于安装网架的下方，以便更好地对航标周围的情况进行监控记录。
24.进一步地，本技术方案的灯架上设有多级由金属管组装形成的阶梯，以便工作人员攀爬检查各功能设备。灯架的底部位置中空，所述密闭仪器仓对应设置于灯架底部的中空位置，以便于工作人员打开密闭仪器仓。
25.进一步地，所述水下测量装置为从浮体顶部贯穿至浮体底部设置的水下仪器井，所述水下仪器井的底部设置有水下观测装置和/或水下监测链和/或海流测量装置和/或多参数水质仪和/或水质原位分析仪和/或颗粒物分析仪。
26.其中，本技术方案中，可以对设置了海流测量装置的水下仪器井采用无磁不锈钢金属材料，并加长仪器井内仓，将海流测量装置的四个测量波面与金属固定件错开，避免金属固定件影响海流测量装置的声波发射与接收。同时还可以在设置了海流测量装置的水下
仪器井上设置机动升降装置，以便根据观测需求，调整设备高度。
27.其中，水下测量装置的设置不仅丰富了航标的多学科应用，还可对舱室起到支撑作用，增强舱室的结构强度。
28.进一步地，所述浮体的顶部还设置有太阳能板和用于关闭或打开密闭仪器仓的出口盖板，所述浮体的顶部外围设置有防护装置。
29.具体地，所述浮体的顶部即甲板的位置，通过设置太阳能板可以有效利用甲板位置的空间；浮体顶部的外围设置防护装置可以有效保护浮体。其中，甲板上还设置有起吊点。
30.进一步地，所述密闭仪器仓内的主控设备包括电源控制箱、数据采集器和设备面板，所述观测仪器包括波浪传感器，所述密闭仪器仓内还设有爬梯和蓄电池组。
31.进一步地，密闭仪器仓内还设置了线缆走线槽，以便对主控设备和电池线缆起到保护及固定作用。
32.进一步地，所述底柱为实心结构，且所述底柱上设有系泊环。
33.具体地，所述系泊环设置于底柱的周围，所述系泊环可以用于系泊锚链。所述系泊环可以通过锚链钢与底柱焊接在一起形成。本技术方案将系泊环设置于底柱下部，比普通航标的挂链点更低，对降低重心、提高稳性更有利，抵抗台风等灾害性天气的能力更强。
34.优选地，所述底座的底部设有4根均匀设置的底柱，4根底柱既可以用于给浮体配重，使浮体重心降低，保证浮体的平衡稳性，还可以作为浮体的脚柱，以便于将浮体站立放置于岸上或船上，相对于现有的只能水平放置的航标，更能缩小占据空间，以便于运输。
35.其中，底柱的实心结构可以采用实心铸铁底柱或空心管内浇筑水泥铁砂获得。
36.进一步地，所述浮体的外围由4块扇形浮力模块可拆卸拼装形成，且所述外围的直径为2-4米。
37.其中，所述浮力模块可拆卸安装于密闭仪器舱的侧壁，相邻浮力模块之间可通过螺丝锁附进行固定。其中所述浮力模块上设有用于便于安装锁附件的凹位，以及设有用于与相邻浮力模块进行锁附连接的凸沿，其中，凸沿上设有便于锁附件穿过的安装孔。
38.进一步地，所述浮力模块的合成材料为线性低密度聚乙烯材料。
39.本技术方案中，浮力模块采用线性低密度聚乙烯材料取代传统钢制浮标，可以使标体耐腐蚀性更好，且不易倾覆。
40.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
41.1.本实用新型的灯架除了设置助航设备外，还设置了气象仪器平台，并对气象仪器平台增加了多层护圈，保护安装设备不受损坏；在气象平台上优化布局各观测设备的安装位置，使气象观测数据更准确、更科学。
42.2.本实用新型通过采用浮力模块拼接形成浮体的外围，可提供浮力的同时，还具有便于运输、成本低、防腐蚀和不易倾覆的效果；通过设置内围作为密闭仪器仓，以便于放置测量设备，防止水汽侵袭，更好地保证了仪器设备的安全和使用寿命；
43.3.本实用新型通过在浮体的底部设置底柱，以便于给浮体配重，还有利于直立放置整个航标，便于运输和各部件的安装。
44.4.本实用新型浮体设置了水下测量装置，以便安装各种水下监测设备，保证了本实用新型的航标不仅具有助航导航的作用，同时还兼具海洋资料浮标气象、水文和水质监
测的功能，起到了多种学科应用的效果，为开展智慧助航、海洋预报和应急预警等工作发挥重要的作用。
附图说明
45.图1为本实用新型的立体结构示意图一。
46.图2为本实用新型的立体结构示意图二。
47.图3为本实用新型的立体结构示意图三。
48.图4为本实用新型的密闭仪器仓拆开后的结构示意图。
49.图5为本实用新型的浮体模块的结构示意图。
50.图6为本实用新型的灯架结构示意图。
51.图7为本实用新型的仪器平台结构示意图。
具体实施方式
52.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
53.实施例1
54.如图1和图2所示，本实施例公开了一种多参数监测智能航标，包括浮体100、灯架200、仪器平台300、水下测量装置500和底座，其中，灯架200设置于浮体100上，仪器平台300设置于灯架200上，底座设置于浮体100的底部；水下测量装置500贯穿浮体100设置。
55.结合图3和4所示，进一步地，浮体100包括内围和外围，其中，外围设置于内围的外侧，用于保护内围；且外围由四块浮力模块11拼接围设形成，既保证了浮体整体的浮力，也可以使浮体碰撞后不易倾覆、沉没。具体地，四块浮力模块11为扇形结构，具有方便拆装和运输的效果。优选地，该浮力模块11所选用的合成材料为线性低密度聚乙烯材料，具有耐腐蚀、绝缘性好、吸水性小、易清理和成本低的效果。
56.优选地，本实施例的外围直径为3米，相对与传统的航标或浮标，其具有直径小、监测功能多的效果。
57.而内围与水下测量装置500围设形成高水密性的密闭仪器仓110，具有防尘防潮防盐雾的功效，以便放置各种主控设备和观测仪器，以免水汽侵袭，确保内部仪器长时间运行。具体地，密闭仪器仓的结构为柱状体结构。密闭仪器仓包括顶面、底面和侧壁，其中，侧壁和底面密封连接，且侧壁由若干高强度的弧形不锈钢板12与水下测量装置500的外壁13密封连接，以围设形成密闭仪器仓110，如此设置可以进一步提高舱室的支撑强度，并保证舱室的密封性。其中，弧形不锈钢板12与水下测量装置500的外壁13可以通过焊接以实现密封，同理，侧壁和底面之间也可以通过焊接以实现密封。
58.其中，该主控设备可以为电源控制箱、数据采集器和设备面板101等，该观测仪器可以为波浪传感器102等，其中，密闭仪器仓110内还设置有爬梯103、线缆走线槽和蓄电池组104，设置爬梯以便工作人员进入仪器仓110内工作，设置线缆走线槽以便对主控设备和电池线缆保护和固定。
59.进一步地，通过设置水下测量装置500，以便实现水质、水文要素等水体环境的监
测。具体地，该水下测量装置500可以为水下仪器井，水下仪器井的底部可以根据需要安装各种监测设备，例如水下观测装置和/或水下监测链和/或海流测量装置和/或多参数水质仪和/或水质原位分析仪和/或颗粒物分析仪等。
60.如图5所示，进一步地，浮力模块11上设有用于与水下测量装置500的外壳13配合连接的弧形凹槽14。相邻浮力模块11之间可通过螺丝锁附进行固定。其中所述浮力模块11上设有用于便于安装锁附件的凹位15，以及设有用于与相邻浮力模块进行锁附连接的凸沿16，其中，凸沿16上设有便于锁附件穿过的安装孔17。
61.优选地，至少一水下仪器井的底部设置有海流测量装置，海流测量装置也即声学多普勒流速剖面仪，其主要利用声学多普勒原理，测量分层水介质散射信号的频移信息，并利用矢量合成方法获取海流垂直剖面水流速度，即水流的垂直剖面分布；其具有省时、高分辨率、高精度、信息海量完整、低能耗的特点，尤其适合于流态复杂条件下的测验。具体地，本实施例中，用于设置海流测量装置的水下仪器井采用无磁材料设计，并加长仪器井内仓，根据测量原理，将海流测量装置的四个测量波面与金属固定件错开，避免金属固定件影响海流测量装置的声波发射与接收。
62.另外，浮体100的底部还设置有底柱400，该底柱400为配重底柱400，用于给浮体100配重，使浮体100的重心降低，达到稳性的要求。进一步地，该底柱400呈圆柱体结构，包括4根，且均匀设置于浮体100的底部，用于支撑固定整个浮体100，从而使浮体100能站立式放置于岸上或船上，有利于运输或布放起吊或存储等操作，以便在浮体100上安装各种监测设备，有利于各种仪器的安装和调试作业，也可以大大缩小浮体100运输时所占据的空间。还可以在底柱400上设置系泊环410，系泊环410与底柱400焊接固定，由于系泊环410的设置位置更低，因此对浮体100降低重心，提高稳性更有利，更能抵抗台风的冲击。
63.如图3和图6所示，进一步地，浮体100的顶部也即甲板上设置有灯架200、太阳能板、起吊点和用于关闭或打开密闭仪器仓110的出口盖板，设置灯架200以便于安装助航设备和其他监测设备；设置太阳能板可以有效利用甲板上的空间，将太阳能转换为电能。其中，甲板的外围上还设有一圈防护装置。
64.进一步地，灯架200由若干不锈钢金属管组装形成，其中，该金属管可以为内部中空的金属管，以便在金属管内部安装设备线缆，便于线缆走线，起到保护线缆的作用，还能使灯架200上的布置更简洁、整体美观。金属管之间可以通过连接法兰可拆卸连接，以进行更好地固定。金属管还可以具有可伸缩的功效，以便运输。其中，纵向方向的金属管上设置有助航设备、观测设备，例如：顶标301、风向风速仪302、气象测量仪304和气压湿度测量仪303等；灯架200的横向方向上也设置有金属管，一方面以便于攀爬查看仪器平台300，另一方面还可以便于设置太阳能板和设备箱。其中，灯架200上设置有用于支撑固定太阳能板的支撑架，支撑架上设置有多个支撑位，以便调节太阳能板的倾斜角度，进而根据太阳入射角度，可以更好地接收太阳能。其中，太阳能板和设备箱主要设置于灯架200的腰部以上位置，灯架200的腰部以下位置为中空结构，密闭仪器仓110的出口盖板设置于灯架200的底部，灯架200的中空结构位置以便于工作人员进入密闭仪器仓110。
65.如图2、图3和图7所示，其中，仪器平台300设置于灯架200的顶部，用于安装各种监测设备，达到既保留助航导航的作用，又兼具各种气象监测和视频监控的功能，更符合用户所需。仪器平台300为镂空结构，以便人员攀爬，且具有很好的视野。该仪器平台300包括内
圈310和外圈320，外圈320为防撞保护圈。通过在仪器平台上设置防撞保护圈，可以进一步保护仪器平台以及其上的监测设备，避免遭受撞击而损坏。其中，内圈310和外圈320之间通过连接柱330连接，外圈320设置于内圈310的外围，用于保护内圈310以及灯架200，内圈310和灯架200顶部的金属管连接，进而围设形成安装网架，用于安装各种监测设备，该监测设备可以为航标灯、北斗天线、gps、视频监控装置、能见度测量装置、ais测量装置、降雨量测量装置和辐射参数测量装置等。内圈310上还设有呈方形的中央基座，通过上述设计，仪器平台300整体呈现中心对称图形，容易在各个方向达到受力均匀，特别是当外圈320与外物出现碰撞时，作用力可以均匀分散，有助于于平台的整体稳定性，以更好地保护平台上的设备仪器。其中，各监测设备的位置可以根据需要进行设置。另外，为更好地保护内圈310，外圈320的高度高于内圈310，内圈310和灯架200齐平设置。为具有更好的拍摄视野，视频监控装置设置于安装网架的下方，且视频监控装置至少包括4组，4组视频监控装置分别分布于安装网架的东南西北四个方向上，以便更好的对航标周围的情况进行监控记录。
66.可以理解，通过安装上述设备和仪器，本监测平台除了具有常规航标所具有的指引和标识功能之外，而同时兼具气象监测、定位导航及监控等多种功能，从而为相关水面作业人员提供实时准确的安全水文环境指引，还能为有关科研工作者收集水文气象数据提供强有力的帮助。
67.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。