本發(fā)明涉及海洋環(huán)境觀測設(shè)備，具體涉及一種用于海洋環(huán)境參數(shù)觀測的可重復(fù)長期使用、能及時(shí)獲取觀測數(shù)據(jù)的防於型海床基觀測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、海床基做為一種常用的海洋環(huán)境參數(shù)觀測平臺，其搭載傳感、探測等儀器設(shè)備，通常布設(shè)于近海海底，對海水水流流速、流向、溫度、鹽度、ph、溶解氧、濁度、葉綠素、波浪等參數(shù)進(jìn)行長期、同步數(shù)據(jù)采集，其對于海洋工程的建設(shè)、航道的疏浚、海港環(huán)境的整治、海上安全作業(yè)以及海洋動(dòng)力沉積學(xué)、海洋環(huán)境的研究等有著重要的意義。

2、現(xiàn)有傳統(tǒng)的海床基觀測以自容式定點(diǎn)觀測為主，海床基平臺需定期回收以完成數(shù)據(jù)上傳和電池更換，由于長期布設(shè)于海底，海水中的泥土沙石會(huì)沉積在海床基表面，導(dǎo)致監(jiān)測設(shè)備無法正常準(zhǔn)確的采集數(shù)據(jù)，而且容易導(dǎo)致海床基無法實(shí)現(xiàn)回收，甚至丟失，造成巨大損失。

3、授權(quán)公告號為cn?109866895?b的中國發(fā)明專利公開了一種海床基，利用氣罐向氣管內(nèi)吹氣，氣管內(nèi)的氣體將泥沙吹走，從而實(shí)現(xiàn)清淤，通過氣囊充氣罐向氣囊內(nèi)充氣，氣囊彈出氣囊罐體，海水對氣囊提供浮力帶動(dòng)海床基浮向水面。首先，該海床基雖然實(shí)現(xiàn)了清淤和自浮功能，但是，其仍然會(huì)被泥土沙石覆蓋，只是通過設(shè)置壓縮氣罐及吹氣管將泥土吹走，需要周期進(jìn)行吹氣，否則若長時(shí)間不吹氣，可能導(dǎo)致最后淤泥沉積量大而無法吹走，高頻率的吹掃，耗電量大，無法實(shí)現(xiàn)長期有效的防淤積和數(shù)據(jù)采集；另外，該海床基通過在底座上設(shè)置吹氣管，吹氣后只是將泥土沉沙進(jìn)行了攪動(dòng)翻轉(zhuǎn)，停止吹氣后，泥土沉沙仍然會(huì)落在海床基表面，清淤不徹底，長時(shí)間后仍然存在被淤泥埋沒的風(fēng)險(xiǎn)，而且殼體表面的淤泥也是無法被吹氣管徹底吹走。其次，雖然該海床基在氣囊浮力的作用下實(shí)現(xiàn)了上浮，但是，每次投入使用都需要對充氣罐進(jìn)行充氣，海上施工復(fù)雜、成本高。

4、總之，現(xiàn)有技術(shù)中雖然存在一些具備清淤或自浮功能的海床基，但仍存在被泥土沉沙覆蓋需要進(jìn)行清淤的問題，且存在清淤不徹底的情況，同時(shí)，現(xiàn)有的海床基通過水聲通訊進(jìn)行海床基回收與水面錨系浮標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，造價(jià)成本高昂，且水深通訊對水深及水環(huán)境要求較高，存在數(shù)據(jù)丟失、耗電量大、無法連接造成無法回收海床基等問題，同時(shí)電池達(dá)到使用周期后，仍然需要對海床基系統(tǒng)進(jìn)行整體回收；部分近岸海域海床基觀測通過布放水下電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)的在線傳回，施工復(fù)雜成本高，且遠(yuǎn)離岸邊的海域無法實(shí)現(xiàn)電纜的布設(shè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種海床基觀測系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中存在的至少一項(xiàng)技術(shù)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種海床基觀測系統(tǒng)，包括：基座，基座上設(shè)有外殼，基座及外殼上均設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流孔；外殼和基座之間有容納腔，所述容納腔內(nèi)設(shè)有監(jiān)測設(shè)備以及控制艙；所述控制艙內(nèi)設(shè)置有與所述監(jiān)測設(shè)備連接的控制器，以及與所述控制器、所述監(jiān)測設(shè)備連接的電源模塊；所述基座上設(shè)有壓載水艙，所述壓載水艙內(nèi)設(shè)有氣囊；基座上設(shè)有儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐通過空壓泵連通所述氣囊；所述控制器連接所述空壓泵，所述電源模塊電連接所述空壓泵，所述監(jiān)測設(shè)備還連接有通信天線，所述通信天線連接所述控制器；其中，在空壓泵的作用下，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體充入所述氣囊內(nèi)時(shí)，氣囊脹大，將壓載水艙內(nèi)的水壓出，海床基上??；當(dāng)氣囊中的氣體被空壓泵吸入所述儲(chǔ)氣罐時(shí)，氣囊縮小，水進(jìn)入所述壓載水艙內(nèi)，海床基下潛；利用控制器控制空壓泵的啟停，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入氣囊內(nèi)的氣量，實(shí)現(xiàn)海床基上浮或下潛深度的調(diào)節(jié)。

4、可選的，所述壓載水艙的數(shù)量為4個(gè)，4個(gè)壓載水艙圍繞所述基座的中心軸對稱設(shè)置在所述基座的四個(gè)角處；所述壓載水艙的底端設(shè)于所述基座上，所述壓載水艙的頂部伸出所述外殼。

5、可選的，所述壓載水艙的艙壁上設(shè)有通氣管，所述通氣管的一端連通所述氣囊，所述通氣管的另一端連通所述空壓泵；所述壓載水艙的底部設(shè)有通水孔。

6、可選的，所述基座上設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)的頂端伸出所述外殼的頂部連接有太陽能板組件；所述太陽能板組件連接所述電源模塊。

7、可選的，所述太陽能板組件包括連接在所述升降機(jī)構(gòu)頂端的太陽能板座，以及圍繞所述太陽能板座設(shè)有多個(gè)太陽能板。

8、可選的，所述外殼的頂部設(shè)有開口，所述外殼的頂部可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接有多個(gè)太陽能板蓋，所述太陽能板蓋位于所述開口的頂部邊緣外側(cè)，每一個(gè)太陽能蓋板分別與一個(gè)太陽能板相對應(yīng)。

9、可選的，所述容納腔內(nèi)設(shè)有多個(gè)推拉組件，每一個(gè)所述推拉組件的一端分別可轉(zhuǎn)動(dòng)連接一個(gè)所述太陽能板蓋，所有推拉組件的另一端共同連接所述升降機(jī)構(gòu)。

10、可選的，所述推拉組件包括與所述升降機(jī)構(gòu)連接的支撐桿，所述支撐桿可轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)接桿，所述轉(zhuǎn)接桿可轉(zhuǎn)動(dòng)連接推拉桿。

11、可選的，所述太陽能板上設(shè)有通孔，所述推拉桿通過所述通孔與所述太陽能蓋板可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

12、可選的，所述通信天線設(shè)于所述太陽能板座的頂部。

13、本發(fā)明有益效果：通過設(shè)置壓載水艙，配合內(nèi)部的氣囊，實(shí)現(xiàn)海床基整體在水中上浮、懸停和下潛，海床基無需布設(shè)在海床表面，避免了泥土沉沙的堆積，完全不存在海床基表面泥土沉沙的淤積問題；實(shí)現(xiàn)了海床基的自行上浮和下潛，上浮后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和能源充電，無需更換電池；海床基上浮后，通過通信天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無需水聲通訊進(jìn)行海床基回收和數(shù)據(jù)傳輸，大幅降低了成本，實(shí)現(xiàn)了長期的定點(diǎn)連續(xù)觀測。

技術(shù)特征：

1.一種海床基觀測系統(tǒng)，包括基座（1），基座（1）上設(shè)有外殼（2），基座（1）及外殼（2）上均設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流孔（3）；外殼（2）和基座（1）之間有容納腔，所述容納腔內(nèi)設(shè)有監(jiān)測設(shè)備以及控制艙（4）；所述控制艙（4）內(nèi)設(shè)置有與所述監(jiān)測設(shè)備連接的控制器，以及與所述控制器、所述監(jiān)測設(shè)備連接的電源模塊；其特征在于：所述基座（1）上設(shè)有壓載水艙（5），所述壓載水艙（5）內(nèi)設(shè)有氣囊（6）；所述基座（1）上設(shè)有儲(chǔ)氣罐（7），所述儲(chǔ)氣罐（7）通過空壓泵（8）連通所述氣囊（6）；所述控制器連接所述空壓泵（8），所述電源模塊電連接所述空壓泵（8），所述監(jiān)測設(shè)備還連接有通信天線，所述通信天線連接所述控制器；其中，在空壓泵（8）的作用下，當(dāng)儲(chǔ)氣罐（7）內(nèi)的氣體充入所述氣囊（6）內(nèi)時(shí)，氣囊（6）脹大，將壓載水艙（5）內(nèi)的水壓出，海床基上?。划?dāng)氣囊（6）中的氣體被空壓泵（8）吸入所述儲(chǔ)氣罐（7）時(shí)，氣囊（6）縮小，水進(jìn)入所述壓載水艙（5）內(nèi)，海床基下潛；利用控制器控制空壓泵（8）的啟停，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入氣囊（6）內(nèi)的氣量，實(shí)現(xiàn)海床基上浮或下潛深度的調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述壓載水艙（5）的數(shù)量為4個(gè)，4個(gè)壓載水艙（5）圍繞所述基座（1）的中心軸對稱設(shè)置在所述基座（1）的四個(gè)角處；所述壓載水艙（5）的底端設(shè)于所述基座（1）上，所述壓載水艙（5）的頂部伸出所述外殼（2）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述壓載水艙（5）的艙壁上設(shè)有通氣管（9），所述通氣管（9）的一端連通所述氣囊（6），所述通氣管（9）的另一端連通所述空壓泵（8）；所述壓載水艙（5）的底部設(shè)有通水孔（10）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述基座（1）上設(shè)有升降機(jī)構(gòu)（11），所述升降機(jī)構(gòu)（11）的頂端伸出所述外殼（2）的頂部連接有太陽能板組件（12）；所述太陽能板組件（12）連接所述電源模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能板組件（12）包括連接在所述升降機(jī)構(gòu)（11）頂端的太陽能板座（13），以及圍繞所述太陽能板座（13）設(shè)有多個(gè)太陽能板（14）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述外殼（2）的頂部設(shè)有開口（15），所述外殼（2）的頂部可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接有多個(gè)太陽能板蓋（16），所述太陽能板蓋（16）位于所述開口（15）的頂部邊緣外側(cè)，每一個(gè)太陽能蓋板（16）分別與一個(gè)太陽能板（14）相對應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述容納腔內(nèi)設(shè)有多個(gè)推拉組件（17），每一個(gè)所述推拉組件（17）的一端分別可轉(zhuǎn)動(dòng)連接一個(gè)所述太陽能板蓋（16），所有推拉組件（17）的另一端共同連接所述升降機(jī)構(gòu)（11）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述推拉組件（17）包括與所述升降機(jī)構(gòu)（11）連接的支撐桿（18），所述支撐桿（18）可轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)接桿（19），所述轉(zhuǎn)接桿（19）可轉(zhuǎn)動(dòng)連接推拉桿（20）。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能板（14）上設(shè)有通孔，所述推拉桿（20）通過所述通孔與所述太陽能蓋板（16）可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海床基觀測系統(tǒng)，其特征在于，所述通信天線設(shè)于所述太陽能板座（13）的頂部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種海床基觀測系統(tǒng)，屬于海洋環(huán)境觀測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括在基座上設(shè)壓載水艙，壓載水艙內(nèi)設(shè)有氣囊；儲(chǔ)氣罐通過空壓泵連通氣囊；在空壓泵的作用下，從儲(chǔ)氣罐內(nèi)的向氣囊充氣或從氣囊抽氣，氣囊脹大或縮小，水流出或流入壓載水艙，實(shí)現(xiàn)海床基上浮或下潛。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)海床基整體在水中上浮、懸停和下潛，海床基無需布設(shè)在海床表面，避免了泥土沉沙的堆積，解決了海床基表面泥土沉沙的淤積問題；上浮后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和能源充電，無需更換電池，通過通信天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無需水聲通訊進(jìn)行海床基回收和數(shù)據(jù)傳輸，大幅降低了成本，實(shí)現(xiàn)了長期的定點(diǎn)連續(xù)觀測。

技術(shù)研發(fā)人員：王剛,紀(jì)殿勝,曲琳,侯查偉,李玲偉,于松濤,唐海田
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國家海洋局煙臺海洋環(huán)境監(jiān)測中心站
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30