一种船舶自载尾流温度场测量装置的制作方法

本发明属于尾流温度场测量技术领域，尤其涉及一种船舶自载尾流温度场测量装置。

背景技术：

船舶在水面以及近水面航行过程中，船体以及螺旋桨会对海洋表面产生扰动，将水下温度较低的海水翻滚到海洋表面，使得尾流的温度低于高于周围海水，此外，在航行过程中还需要将动力装置产生的多余热能通过冷却水的形式排出船外，排出的冷却水在船舶后面可形成一股热尾流，温度一般仍要高于周围海水，这两种尾流经过混合后就在海面形成一种特有的温度分布现象。

目前，我国一般采用机载红外热像仪、专用测量船或者固定水下尾流测量系统进行船舶尾流温度场特征测量。然而红外热像仪自身温度分辨率、海洋及大气环境等因素影响，并不能很好的扑捉到船舶尾流在海面形成的温度特征。同时，由于作战任务海区选择、船舶保障、测量周期以及经费投入等条件限制，现有的船舶尾流温度场测试方法已经不能满足船舶全寿期动态对比测试的要求，比如作战航行过程中随时随地开展的距船舶后方不同位置处的水下及水面尾流温度场特征的对比测试、船舶修理或改换装前后的尾流温度场特征的对比测试。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种船舶自载尾流温度场测量装置，根据任务需要随时释放、收回光纤拖缆进行测试，光纤拖缆上连接的温度传感器能够随时随地测量不同海域及海况下距离船舶后方不同位置的尾流温度场特征，随时掌握船舶自身的尾流温度场特征。

一种船舶自载尾流温度场测量装置，包括数据采集及显控装置1、液压控制器2、液压绞盘3、光纤拖缆4、尾流温度场测量传感器阵列5、漂浮器6以及冷尾流温度测量传感器7；

所述数据采集及显控装置1、液压控制器2以及液压绞盘3均安装在船体上；

所述光纤拖缆4一端与数据采集及显控装置1连接并延伸缠绕在液压绞盘3上，且液压控制器2通过控制液压油正向或者反向流动进而驱动液压绞盘3释放或收回光纤拖缆4；所述光纤拖缆4另一端沿长度方向上分别设置冷尾流温度测量传感器7、尾流温度场测量传感器阵列5以及漂浮器6，且光纤拖缆4从船舶的上方释放到待测水域中；

所述漂浮器6为光纤拖缆4、尾流温度场测量传感器阵列5以及冷尾流温度测量传感器7提供浮力；

所述冷尾流温度测量传感器7实时测量船体及螺旋桨搅动产生的冷尾流的温度场；所述尾流温度场测量传感器阵列5实时测量船舶热排放产生的热尾流与冷尾流的混合温度场；冷尾流温度测量传感器7和尾流温度场测量传感器阵列5实时测量到的数据通过光纤拖缆4传输到数据采集及显控装置1进行分析并显示。

进一步地，所述尾流温度场测量传感器阵列5沿光纤拖缆4长度方向分布有两组以上的尾流温度场测量传感器组，且每个尾流温度场测量传感器组在垂直光纤拖缆4长度方向分布有两个以上的尾流温度场测量传感器单元；其中，各个尾流温度场测量传感器组固定在与光纤拖缆4长度方向相互垂直的横杆上；

所述尾流温度场测量传感器单元从所述横杆向下依次设置有小浮标16、两个温度传感器以及重物19。

进一步地，各个所述尾流温度场测量传感器组的间距渐进式增大。

进一步地，所述漂浮器6、温度传感器以及重物19的外形为流线型。

进一步地，所述小浮标16内嵌有温度传感器。

进一步地，所述数据采集及显控装置1安装在在船舶上建或围壳的内部，所述液压控制器2安装在船舶水密舱室内部，所述液压绞盘3安装在在船舶甲板或者船舶上层建筑。

进一步地，所述光纤拖缆4的密度为0.8g/cm³～1.2g/cm³。

进一步地，所述漂浮器6连接在光纤拖缆4尾端，且产生的浮力大于光纤拖缆4、尾流温度场测量传感器阵列5以及冷尾流温度测量传感器7的重力。

进一步地，所述冷尾流温度测量传感器7和尾流温度场测量传感器阵列5，传感器的精度不小于±0.01k，分辨率不小于±0.001k。

进一步地，所述液压绞盘3通过液压管与液压控制器2连接。

有益效果：

1、本发明提供一种船舶自载尾流温度场测量装置，所述测量装置安装被测船舶上，可以根据任务需要随时释放、收回光纤拖缆进行测试，随时掌握船舶尾流温度场特征；同时，通过改变光纤拖缆的释放长度，调控尾流温度场测量传感器阵列与船舶之间的距离，测得距离船舶不同位置处的水下及水面尾流温度场，随时掌握船舶尾流温度场特征；本发明在被测船舶上即可操作完成尾流温度场特征测量，不需要传统专用的尾流测量船以及机载红外热像仪配合，适用于测量水面船舶后方一定距离的尾流温度场特征。

2、本发明的船舶自载尾流温度场测量装置中，漂浮器、重物以及温度传感器的外形均为流线型，能够减少测量过程对尾流温度场的破坏。

3、本发明光纤拖缆的密度与水的密度接近，有利于光纤拖缆在水中悬浮。

附图说明

图1为本发明一种船舶自载尾流温度场测量装置的结构示意图；

图2为本发明尾流温度场测量传感器阵列的具体布置示意图；

图3为本发明尾流温度场测量传感器组的具体布置示意图；

图4为本发明尾流温度场测量传感器单元的具体布置示意图；

1-数据采集及显控装置、2-液压控制器、3液压绞盘、4-光纤拖缆、5-尾流温度场测量传感器阵列、6-漂浮器、7-冷尾流温度测量传感器、8-尾流温度场测量传感器组i、9-尾流温度场测量传感器组ii、10-尾流温度场测量传感器组iii、11-尾流温度场测量传感器组iv、12-尾流温度场测量传感器单元i、13-尾流温度场测量传感器单元ii、14-尾流温度场测量传感器单元iii、15-尾流温度场测量传感器单元iv、16-小浮标、17-温度传感器i、18-温度传感器ii、19-重物。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细叙述。

针对现有船舶尾流温度场测量装置不能满足船舶全寿期动态对比测试的要求，本发明提供一种船舶自载尾流温度场测量装置，如图1所示，包括数据采集及显控装置1、液压控制器2、液压绞盘3、光纤拖缆4、尾流温度场测量传感器阵列5、漂浮器6以及冷尾流温度测量传感器7；

所述数据采集及显控装置1安装在在船舶上建或围壳的内部，所述液压控制器2安装在船舶水密舱室内部，所述液压绞盘3安装在在船舶甲板或者船舶上层建筑，其中液压绞盘3通过液压管与液压控制器2连接；

所述光纤拖缆4一端与数据采集及显控装置1连接并延伸缠绕在液压绞盘3上，且液压控制器2通过控制液压油正向或者反向流动进而驱动液压绞盘3释放或收回光纤拖缆4；所述光纤拖缆4另一端沿长度方向上分别设置冷尾流温度测量传感器7、尾流温度场测量传感器阵列5以及漂浮器6，且光纤拖缆4从船舶的上方释放到待测水域中；其中，光纤拖缆4的密度为0.8g/cm³～1.2g/cm³。

所述漂浮器6的外形为流线型，用于为光纤拖缆4、尾流温度场测量传感器阵列5以及冷尾流温度测量传感器7提供浮力，且漂浮器6产生的浮力大于光纤拖缆4、尾流温度场测量传感器阵列5以及冷尾流温度测量传感器7产生的重力。

所述冷尾流温度测量传感器7实时测量船体及螺旋桨搅动产生的冷尾流的温度场；所述尾流温度场测量传感器阵列5实时测量船舶热排放产生的热尾流与冷尾流的混合温度场；其中，所述冷尾流温度测量传感器7和尾流温度场测量传感器阵列5的精度不小于±0.01k，分辨率不小于±0.001k；冷尾流温度测量传感器7和尾流温度场测量传感器阵列5实时测量到的数据通过光纤拖缆4传输到数据采集及显控装置1进行分析并显示，具体地，数据采集及显控装置1使用红外特征分析软件对采集到的数据进行分析处理，再将分析得到的船舶热尾流红外特征在显控装置上显示。

如图2所示，所述尾流温度场测量传感器阵列5沿光纤拖缆4长度方向分布有四组的尾流温度场测量传感器组，分别为尾流温度场测量传感器组i8、尾流温度场测量传感器组ii9、尾流温度场测量传感器组iii10、尾流温度场测量传感器组iv11；此外，如图3所示，每个尾流温度场测量传感器组在垂直光纤拖缆4长度方向均分布有四个的尾流温度场测量传感器单元，分别为尾流温度场测量传感器单元i12、尾流温度场测量传感器单元ii13、尾流温度场测量传感器单元iii14、尾流温度场测量传感器单元iv15；其中，各个尾流温度场测量传感器组固定在与光纤拖缆4长度方向相互垂直的横杆上，从而与光纤拖缆4保持垂直，且四组尾流温度场测量传感器组之间的间距渐进式增大；

如图4所示，每个尾流温度场测量传感器单元从所述横杆向下依次设置有小浮标16、温度传感器i17、温度传感器i18以及重物19，其中小浮标16内嵌有温度传感器，用于测量海面尾流温度场的分布，且两个温度传感器和重物19的外形均为流线型；同时，在漂浮器6产生的浮力以及尾流温度场测量传感器阵列5产生的重力的综合作用下，小浮标16保持浮于水面的状态。

本实施例中，热尾流红外特征测量传感器阵列5可以实现对船舶后方多个不同距离处的尾流温度场进行同时测量，同时可以改变轻质光纤拖缆4的长度，以增加对船舶后方不同距离处的尾流温度场测量。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。