一种抛载式深海海洋湍流混合剖面测量仪的制作方法

本发明属于深海海洋探测技术领域，具体涉及到一种抛载式深海海洋湍流混合剖面测量仪。

背景技术：

海洋湍流混合过程是海洋大、中尺度运动能量向小尺度级串并最终耗散的主要途径，不仅对动量、质量和物质传输具有重要影响，同时还对大、中尺度运动具有重要调控作用。海洋湍流混合特征量如热耗散率等物理量的定量刻画，主要通过现场观测来实现。传统海洋湍流观测平台需要通过脐带缆与母船连接，用于数据传输以及仪器回收，但是系缆式的连接对湍流信号的测量将引来较大的影响，并且无法满足水下大深度的观测需求，尤其海底边界层区域的湍动能耗散、热耗散数据由于现场观测技术限制，所获取的数据十分匮乏。

技术实现要素：

基于上述技术问题，本发明提供一种抛载式深海海洋湍流混合剖面测量仪。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种抛载式深海海洋湍流混合剖面测量仪，包括回收舱和抛载舱，所述抛载舱设置在回收舱的头部，抛载舱包括抛载释放环和抛载体，抛载体通过抛载释放环与回收舱连接，在抛载体上设置有数据测量传感器，回收舱的尾部设置有浮体材料块，在浮体材料块上设置有定位通讯信标；在回收舱的内部设置有主控单元、数据采集单元和姿态控制单元，数据采集单元与数据测量传感器连接，姿态控制单元与抛载释放环连接，主控单元分别与数据采集单元和姿态控制单元连接。

优选的，在回收舱和抛载舱之间设置有减震连接器。

优选的，所述数据测量传感器包括剪切流传感器、温度传感器、盐度传感器、深度传感器、加速度传感器以及高度计。

优选的，所述定位通讯信标包括卫星定位通讯信标和甚高频定位通讯信标。

优选的，所述浮体材料块为可拆卸式设计。

本发明的有益技术效果是：

(1)本发明抛载式深海海洋湍流混合剖面测量仪无需系缆，投放至水中后可在自身重力作用下匀速下降进行观测，仪器最大工作水深为6000米，下降速度控制在0.4m/s至0.6m/s，为获取深海区域和底边界层湍动能耗散、热耗散数据等提供了新的技术手段。

(2)本发明为无缆式，同时在回收舱和抛载舱之间设置有减震连接器，从而有效消除了系缆或外界因素由于低频振动对前端数据测量传感器造成的测量影响。

(3)本发明定位通讯信标包括卫星定位通讯信标和甚高频定位通讯信标，卫星定位通讯信标可通过卫星通信的方式，定期将回收舱的GPS坐标发送给用户终端，甚高频定位通讯信标可通过固定波段的甚高频通讯，定期将定位信息发送回用户终端。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的上方角度视图；

图3为图1的下方角度视图；

图4为本发明中电路控制部分的连接示意图。

图中：1-回收舱，2-抛载舱，201-抛载释放环，202-抛载体，3-剪切流传感器，4-温度传感器，5-卫星定位通讯信标，6-甚高频定位通讯信标，7-吊装环，8-主控单元，9-数据采集单元，10-姿态控制单元，11-水密插头，12-减震连接器，13-尾翼，14-浮体材料块。

具体实施方式

结合附图，一种抛载式深海海洋湍流混合剖面测量仪，包括回收舱1和抛载舱2，所述抛载舱2设置在回收舱1的头部。抛载舱2包括抛载释放环201和抛载体202，抛载体202通过抛载释放环201与回收舱1连接，在抛载体202上设置有数据测量传感器，所述数据测量传感器包括剪切流传感器3和温度传感器4，具体也可根据数据测量需要还包括盐度传感器、深度传感器以及加速度传感器等。回收舱1的尾部设置有浮体材料块14，在浮体材料块14的尾端设置有定位通讯信标。定位通讯信标共设置2个，分别为卫星定位通讯信标5和甚高频定位通讯信标6。卫星定位通讯信标5可通过卫星通信的方式，定期将回收舱1的GPS坐标发送给用户终端，甚高频定位通讯信标6可通过固定波段的甚高频通讯，定期将定位信息发送回用户终端。在浮体材料块14的尾端还设置有尾翼13和吊装环7，尾翼13可提高滚转稳定性。在回收舱1的内部设置有主控单元8、数据采集单元9和姿态控制单元10，数据采集单元9分别与剪切流传感器3和温度传感器4等数据测量传感器连接，姿态控制单元10与抛载释放环201控制连接，主控单元8分别与数据采集单元9和姿态控制单元10连接。主控单元8主要功能为仪器与客户端软件的命令交互和采样参数配置，在浮体材料块14的尾部设置有与主控单元8连接的水密插头11。数据采集单元9主要功能为前段低噪声信号调理和数据转换与存储。姿态控制单元10主要功能为实时采集并判断测量仪的深度和姿态信息，并进行抛载控制。

作为对本发明的进一步改进，在回收舱1和抛载舱2之间设置有减震连接器12。减震连接器12可有效消除系缆或外界因素由于低频振动对前端数据测量传感器造成的测量影响。

更进一步的，所述浮体材料块14为可拆卸式设计，即可根据具体需要在测量仪上进行浮体材料块个数的适当增减。

下面对本发明的工作过程进行简要说明：

在抛载式深海海洋湍流混合剖面测量仪进行布放前，使用磁铁在测量仪指定位置进行激活。测量仪激活后将直接进入采样状态，测量仪布放后将在自身重量作用下以0.4m/s至0.6m/s的速度匀速下降。测量仪内部的数据采集单元9将通过剪切流传感器3和温度传感器4对剪切信号、温度信号等进行采样。测量仪内部的姿态控制单元10将实时采集测量仪的姿态和深度信息，并随时判断是否需要对抛载舱2进行抛载。一般当满足下列抛载条件时：1、测量仪下降到预设深度。2、抛载舱无信号返回。3、测量仪姿态偏斜，且偏角大于预设角度。姿态控制单元10将向抛载释放环201发出释放命令，抛载释放环201将使回收舱1与抛载舱2分离。回收舱1在正浮力的作用下，将上浮到海表面。当回收舱1上浮到海面后，其尾部的两个定位通讯信标将被启动，其中卫星定位通讯信标4可通过卫星通信的方式，定期将回收舱1的GPS坐标发送给用户终端，甚高频定位通讯信标5可通过固定波段的甚高频通讯，定期将定位信息发送回用户终端，以方便用户快速寻找回收舱1在海面上的位置。采集得到的数据存储在回收舱1内的主控单元8中，当回收舱1回收后用户可通过专用水密电缆进行下载与后期处理。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。如抛载释放环201可采用机械触发或电控触发等方式由姿态控制单元10控制抛载。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。