一种海洋温盐深剖面测量设备及测量方法与流程

本发明涉及船用海洋信息探测设备，具体涉及一种海洋温盐深剖面测量设备及测量方法。

背景技术：

1、海洋环境信息探测是国家发展的重要战略，目前海洋探测多采用水面固定式海洋浮标形式进行测量。水面固定式浮标锚系海底，长时间漂浮在海面上，体积大、重量沉，可长时间工作，适合长周期海洋环境观测，且一般用于海面固定点的海洋环境信息探测。为获取海洋环境剖面信息，目前常采用有缆方式进行探测，将探测传感器释放至海水中，传感器在重力的作用下向海底运动，运动过程中测量海洋环境剖面数据。海洋环境剖面信息有缆探测方式对探测平台的机动均有一定的限制，对平台的要求较高，且存在与海生物缠绕的风险。目前的海洋环境剖面信息探测存在以下问题：

2、(1)水面固定式测量浮标体积大、重量沉；

3、(2)水面固定式测量浮标一般只针对水面定点数据探测；

4、(3)有缆探测浮标对测量平台机动要求较高；

5、(4)有缆探测方式存在因线缆缠绕等问题导致测量失败；

6、(5)固定式探测浮标水下平台不适用问题。

7、针对以上问题，为解决便携式探测以及水下潜器海洋环境剖面信息探测的问题，对于短时便携式海洋环境剖面信息探测尤其是水下潜器环境探测领域，提出一种轻量化、便捷式、操作简单的海洋温盐深剖面测量设备及测量方法，利用水声进行信息传输，可有效实现海洋温度、电导率、深度剖面信息探测。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种海洋温盐深剖面测量设备及测量方法，具备轻量化、便携式、体积小、操作简单、不影响平台机动等特点，同时适用于水面和水下运动平台，旨在解决目前固定式探测浮标在水下不适用和有缆探测浮标缠绕导致探测失败的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一、一种海洋温盐深剖面测量设备

4、本发明提供了一种海洋温盐深剖面测量设备，主要包括：导流罩1、水密舱2、进水舱3、电池舱4、配重块5，所述导流罩1和配重块5均为半球形，且分别设于测量设备的顶端和底端，所述水密舱2固定连接于导流罩1下方，所述进水舱3嵌套连接于水密舱2下方，所述电池舱4嵌套连接于进水舱3下方，所述配重块5通过释放机构连接于电池舱4下方；所述水密舱2、进水舱3、电池舱4均为圆柱形。

5、优选的，所述导流罩1采用尼龙材质，且导流罩1顶部开设有多个进水孔，导流罩1底部设有多个高脚柱，所述高脚柱通过螺纹连接件与所述水密舱2顶部固定连接。

6、优选的，所述水密舱2采用硬质铝合金材质，且水密舱2顶部设有电导率传感器7、温度传感器8、压力传感器9和用于设备预留测试接口密封的耐压罩6，水密舱2内部存放有测量设备的处理器。

7、优选的，所述进水舱3采用硬质铝合金材质，且进水舱3内部设有穿线管路，进水舱3侧部设有用于调节设备整体浮力的进出水阀件；所述进水舱3上端与所述水密舱2连接，下端与所述电池舱4连接，且所述进水舱3与水密舱2、电池舱4的连接处均设有〇型密封圈10。

8、优选的，所述电池舱4由上下两部分组成，上部采用硬质铝合金材质且其内存放有电池，下部采用硬质塑料材质且其内存放有水声发射传感器，所述上部和所述下部均呈圆柱状，且上部直径大于下部直径。

9、优选的，所述配重块5采用不锈钢材质且表面采用电镀处理，所述配重块5通过释放机构连接于测量设备的底端，所述释放机构与测量设备处理器电连接。

10、优选的，所述水密舱2的筒体设计厚度与测量设备的最大工作深度相适配。

11、优选的，所述测量设备通过所述水声发射传感器采用水声信号传输的方式将测量数据通过海水通道上传至上位平台。

12、二、一种海洋温盐深剖面测量方法

13、基于同一发明构思，本发明还提供了一种海洋温盐深剖面测量方法，基于如上所述的海洋温盐深剖面测量设备，主要包括如下步骤：

14、s1，测量设备释放：通过加装配重块，使测量设备初始为负浮力状态，并在测量点位正上方释放测量设备；

15、s2，设备加速下沉阶段：测量设备在初始负浮力作用下，速度从零开始加速向下运动，且加速过程中备受到海水的阻力逐渐增大使向下加速度逐渐减小；

16、s3，设备匀速下沉阶段：当测量设备向下加速度减小为0时，通过控制进水舱的进出水阀件，使测量设备匀速下沉至预设深度处，所述预设深度＝90％×指定测量深度；

17、s4，设备减速下沉阶段：当设备下沉至所述预设深度以下时，测量设备在正浮力作用下，开始减速运动；

18、s5，水声发射传感器释放：当设备下沉至所述指定测量深度时，测量设备处理器控制释放机构抛弃配重块，同时释放出存放在电池舱下部的水声发射传感器，所述水声发射传感器在测量点位执行测量工作；

19、s6，设备上浮阶段：测量设备在正浮力作用下，开始向上运动；

20、s7，测量数据发送，当测量设备到达海面后，测量设备处理器控制所述水声发射传感器开始向上位平台发送测量数据。

21、其中，所述测量设备在下沉和上浮过程中，海水始终穿过导流罩下部的电导率传感器、温度传感器、压力传感器，同步进行海洋电导率、温度、深度信息探测与记录。

22、本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：

23、1、本发明采用铝合金材质，整体的体积、重量均远小于常见海洋探测浮标，使用更为便捷；

24、2、本发明采用水声信息传输方式，可有效解决由于线缆缠绕等问题导致的海洋温盐深剖面信息探测失败问题；

25、3、本发明同时适用于水面和水下平台，对平台的机动限制较小，适用场景较广；

26、4、本发明采用浮沉式设计，实现设备自动下沉和上浮，整个测量过程操作简单，对操作人员较为友好。

技术特征：

1.一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，包括导流罩(1)、水密舱(2)、进水舱(3)、电池舱(4)、配重块(5)，所述导流罩(1)和配重块(5)均为半球形，且分别设于测量设备的顶端和底端，所述水密舱(2)固定连接于导流罩(1)下方，所述进水舱(3)嵌套连接于水密舱(2)下方，所述电池舱(4)嵌套连接于进水舱(3)下方，所述配重块(5)通过释放机构连接于电池舱(4)下方；所述水密舱(2)、进水舱(3)、电池舱(4)均为圆柱形。

2.根据权利要求1所述的一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，所述导流罩(1)采用尼龙材质，且导流罩(1)顶部开设有多个进水孔，导流罩(1)底部设有多个高脚柱，所述高脚柱通过螺纹连接件与所述水密舱(2)顶部固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，所述水密舱(2)采用硬质铝合金材质，且水密舱(2)顶部设有电导率传感器(7)、温度传感器(8)、压力传感器(9)和用于设备预留测试接口密封的耐压罩(6)，水密舱(2)内部存放有测量设备的处理器。

4.根据权利要求1所述的一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，所述进水舱(3)采用硬质铝合金材质，且进水舱(3)内部设有穿线管路，进水舱(3)侧部设有用于调节设备整体浮力的进出水阀件；所述进水舱(3)上端与所述水密舱(2)连接，下端与所述电池舱(4)连接，且所述进水舱(3)与水密舱(2)、电池舱(4)的连接处均设有〇型密封圈(10)。

5.根据权利要求1所述的一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，所述电池舱(4)由上下两部分组成，上部采用硬质铝合金材质且其内存放有电池，下部采用硬质塑料材质且其内存放有水声发射传感器，所述上部和所述下部均呈圆柱状，且上部直径大于下部直径。

6.根据权利要求1所述的一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，所述配重块(5)采用不锈钢材质且表面采用电镀处理，所述配重块(5)通过释放机构连接于测量设备的底端，所述释放机构与测量设备处理器电连接。

7.根据权利要求3所述的一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，所述水密舱(2)的筒体设计厚度与测量设备的最大工作深度相适配。

8.根据权利要求5所述的一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，所述测量设备通过所述水声发射传感器采用水声信号传输的方式将测量数据通过海水通道上传至上位平台。

9.一种海洋温盐深剖面测量方法，基于权利要求1至8中任意一项所述的海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种海洋温盐深剖面测量设备，其特征在于，所述测量设备在下沉和上浮过程中，海水始终穿过导流罩下部的电导率传感器、温度传感器、压力传感器，同步进行海洋电导率、温度、深度信息探测与记录。

技术总结
本发明涉及船用海洋信息探测设备技术领域，具体涉及一种海洋温盐深剖面测量设备及测量方法。本发明采用铝合金材质，整体的体积、重量均远小于常见海洋探测浮标，使用更为便捷；本发明采用水声信息传输方式，可有效解决由于线缆缠绕等问题导致的海洋温盐深剖面信息探测失败问题；本发明同时适用于水面和水下平台，对平台的机动限制较小，适用场景较广；本发明采用浮沉式设计，实现设备自动下沉和上浮，整个测量过程操作简单，对操作人员较为友好。

技术研发人员：周迪,刘小东,徐文涛,鲁义凡,王明阳
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1