專利名稱：剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試設(shè)備，特別是涉及一種模擬海洋環(huán)境狀態(tài)的測(cè)試設(shè)備。
背景技術(shù)：
海洋中布放衛(wèi)星跟蹤剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)可以快速、準(zhǔn)確、大范圍收集全球海洋次表層的海水溫鹽剖面資料，以提高天氣預(yù)報(bào)的精確度，有效防御全球日益嚴(yán)重的氣候?yàn)?zāi)害給人類造成的威脅。大量布放這種剖面探測(cè)漂流浮標(biāo)是建立全球海洋觀測(cè)網(wǎng)的大型海洋觀測(cè)計(jì)劃的主要組成部分，剖面探測(cè)漂流浮標(biāo)的測(cè)試和實(shí)驗(yàn)在海洋觀測(cè)計(jì)劃的實(shí)施中具有重要作用。
剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)布放在不同的海域和不同深度，進(jìn)行海洋要素測(cè)量。布放后的浮標(biāo)在水中重量不變，處于定深水層中。置于水中的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)靠浮標(biāo)體底部一個(gè)可改變體積的皮囊，獲得不同的凈浮力來(lái)實(shí)現(xiàn)下潛、上升和其深度控制。若浮標(biāo)在水中保持體積不變，它所受到的浮力取決于海水的密度，而海水的密度又隨深度、鹽度、溫度而變化。不同的體積變化量決定浮標(biāo)的下潛深度，也就決定浮標(biāo)能否在預(yù)定時(shí)間上升到水面把數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)星。
由于水下壓力、海水密度及浮標(biāo)體積的變化都將直接影響浮力的改變，要使浮標(biāo)產(chǎn)品的程序設(shè)置符合使用海域，必須進(jìn)行浮力狀況檢測(cè)，根據(jù)浮力狀況設(shè)計(jì)浮標(biāo)配重，才能保障浮標(biāo)在預(yù)定水域正常工作。否則，由于每個(gè)浮標(biāo)的加工及受壓后的形變不可能完全一樣，從而不可能準(zhǔn)確設(shè)計(jì)下潛深度，也就無(wú)法保障浮標(biāo)能在預(yù)定水域正常工作。而這種形態(tài)變化難以通過(guò)計(jì)算來(lái)獲得，所以，必需利用測(cè)試設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，已確定浮力變化的具體數(shù)據(jù)。
目前，還沒(méi)有這種測(cè)試浮標(biāo)水下浮力狀況的檢測(cè)設(shè)備，在一定程度上影響了剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)潛水深度的設(shè)置，難以保障水下浮標(biāo)的準(zhǔn)確上浮和正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型推出一種測(cè)試剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)水下浮力狀況的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)由內(nèi)盛海水的壓力罐和配套設(shè)置的壓力控制裝置構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，模擬不同海域的水下溫度、鹽度和壓力環(huán)境，測(cè)試壓力罐內(nèi)浮標(biāo)的水下浮力狀況。
本實(shí)用新型所涉及的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備由主壓力罐、制冷室、儲(chǔ)水槽、高壓進(jìn)水泵、低壓水泵、穩(wěn)壓平衡泵和控制裝置構(gòu)成。
制冷室為聚氨脂和聚苯隔熱保溫板構(gòu)成的密閉冷庫(kù)，制冷室有活動(dòng)保溫門(mén)，以方便進(jìn)出冷庫(kù)。制冷室的溫度由冷庫(kù)內(nèi)溫度傳感器控制的制冷機(jī)調(diào)節(jié)，可控制在0-20℃范圍內(nèi)的某設(shè)定溫度。
主壓力罐為整體鍛造的鋼質(zhì)圓筒形耐壓殼體，放在制冷室內(nèi)。主壓力罐內(nèi)盛有海水，待測(cè)浮標(biāo)放入罐內(nèi)的海水中。
主壓力罐殼體上設(shè)置三個(gè)窗孔。
主壓力罐罐壁上開(kāi)兩個(gè)窗孔，一個(gè)為帶有攝像機(jī)的攝像窗，一個(gè)為觀察窗，用于觀察和攝像記錄壓力罐內(nèi)部狀況。主壓力罐罐底封頭上開(kāi)有照明窗，壓力罐外部靠近照明窗處設(shè)置照明燈。主壓力罐殼體上的三個(gè)窗孔用高強(qiáng)度航空有機(jī)玻璃密封。
主壓力罐內(nèi)罐壁上設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器，溫度傳感器和壓力傳感器與控制裝置連接。
高壓進(jìn)水泵、低壓水泵分別通過(guò)高壓管路和低壓管路與主壓力罐底部的進(jìn)出水管口連通。高壓管路采用不銹鋼無(wú)縫鋼管，低壓管路采用ABS管。
儲(chǔ)水槽內(nèi)盛有海水，通過(guò)低壓管路和低壓水泵與主壓力罐連通。儲(chǔ)水槽出水口安裝過(guò)濾器，以凈化海水。
主壓力罐底部的進(jìn)出水管口還連通穩(wěn)壓平衡泵。穩(wěn)壓平衡泵由活塞泵吸納壓力罐內(nèi)浮標(biāo)皮囊鼓脹而排開(kāi)的海水和在壓力罐內(nèi)壓力波動(dòng)超過(guò)±0.05Mpa時(shí)補(bǔ)充或容納海水，使壓力罐內(nèi)壓力保持平穩(wěn)。
高壓進(jìn)水泵、低壓水泵和穩(wěn)壓平衡泵分別與控制裝置連接?？刂蒲b置還與制冷室的制冷機(jī)連接。
控制裝置控制高壓進(jìn)水泵、低壓水泵和穩(wěn)壓平衡泵的開(kāi)關(guān)閥，控制制冷室制冷機(jī)的開(kāi)啟、關(guān)閉。
控制裝置的數(shù)字顯示儀表，分別顯示水溫傳感器和壓力傳感器測(cè)量的壓力罐內(nèi)溫度、壓力值，以及制冷室的溫度值。
控制裝置的電腦，實(shí)時(shí)計(jì)算壓力罐內(nèi)的海水密度并顯示攝像機(jī)的攝像內(nèi)容。
本實(shí)用新型所涉及的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要用于觀測(cè)浮標(biāo)在主壓力罐海水中所承受的浮力狀況觀察浮標(biāo)能否在某一設(shè)定的壓力、溫度、鹽度下呈中性狀態(tài)；觀察確定浮標(biāo)升沉的關(guān)鍵部件的皮囊能否按預(yù)置程序在額定壓力、溫度、鹽度下漲大，以保障浮標(biāo)體的上浮；觀察浮標(biāo)在上浮過(guò)程中，配重懸鏈的升起狀況，以便調(diào)整浮標(biāo)的配重。本實(shí)用新型是剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)研究的基礎(chǔ)試驗(yàn)設(shè)備，是浮標(biāo)下潛深度參數(shù)設(shè)置與調(diào)整的重要技術(shù)手段，是確保浮標(biāo)上浮和正常工作的必備模擬試驗(yàn)設(shè)備。
本實(shí)用新型所涉及的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備工作過(guò)程如下打開(kāi)注水閥門(mén)，將海水從儲(chǔ)水槽中打入主壓力罐中；關(guān)閉注水閥，啟動(dòng)制冷機(jī)，將攪拌器放入罐內(nèi)海水中攪拌海水，加速制冷；當(dāng)海水溫度降至所需溫度時(shí)，停止制冷；待壓力罐內(nèi)溫場(chǎng)均勻后，將攪拌器從水中提起；將剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)放入壓力罐中；蓋緊主壓力罐上端蓋，啟動(dòng)高壓進(jìn)水泵，注入海水并加壓至工作壓力；進(jìn)行壓力實(shí)驗(yàn)，打開(kāi)光源、攝像機(jī)，觀察壓力罐內(nèi)浮標(biāo)動(dòng)作狀況；根據(jù)實(shí)測(cè)溫度、壓力和配制海水的鹽度值計(jì)算實(shí)時(shí)海水密度；控制裝置根據(jù)實(shí)測(cè)溫度控制制冷機(jī)的開(kāi)停，調(diào)節(jié)溫度；當(dāng)浮標(biāo)皮囊根據(jù)預(yù)置時(shí)間或壓力變化鼓脹時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)壓力罐外穩(wěn)壓平衡泵，平衡壓力罐內(nèi)的壓力；根據(jù)觀察到的浮標(biāo)懸鏈升起狀況，計(jì)算浮標(biāo)增加的浮力；試驗(yàn)結(jié)束后，將壓力罐中海水排出至儲(chǔ)水槽中，以備以后使用，并用淡水清洗壓力罐、管路和高低壓水泵，防止長(zhǎng)時(shí)間存在壓力罐內(nèi)的海水腐蝕罐體和管路。


圖1為本實(shí)用新型所涉及的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中的符號(hào)說(shuō)明1、主壓力罐， 2、攝像窗，3、觀察窗， 4、照明窗，5、照明燈， 6、控制裝置，7、制冷機(jī)， 8、壓力傳感器，9、溫度傳感器， 10、浮標(biāo)，11、進(jìn)出水管口， 12、高壓管路，13、高壓進(jìn)水泵， 14、穩(wěn)壓平衡泵，15、開(kāi)關(guān)閥， 16、低壓管路，17、低壓水泵，18、開(kāi)關(guān)閥，19、儲(chǔ)水槽。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示，本實(shí)用新型所涉及的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備由主壓力罐(1)、制冷室、儲(chǔ)水槽(19)、高壓進(jìn)水泵(13)、低壓水泵(17)、穩(wěn)壓平衡泵(14)和控制裝置(6)構(gòu)成。主壓力罐(1)為整體鍛造的鋼質(zhì)圓筒形耐壓殼體，放在制冷室內(nèi)。主壓力罐(1)罐壁上開(kāi)兩個(gè)窗孔，一個(gè)為帶有攝像機(jī)的攝像窗(2)，一個(gè)為觀察窗(3)，用于觀察和攝像記錄壓力罐內(nèi)部狀況。主壓力罐(1)罐底封頭上開(kāi)有照明窗(4)，壓力罐外部靠近照明窗(4)處設(shè)置照明燈(5)。主壓力罐(1)殼體上的三個(gè)窗孔用高強(qiáng)度航空有機(jī)玻璃密封。主壓力罐(1)內(nèi)罐壁上設(shè)置溫度傳感器(9)和壓力傳感器(8)，溫度傳感器(9)和壓力傳感器(8)與控制裝置(6)連接。
高壓進(jìn)水泵(13)、低壓水泵(17)分別通過(guò)高壓管路(12)和低壓管路(16)與主壓力罐(1)罐底部的進(jìn)出水管口(11)連通。儲(chǔ)水槽(19)通過(guò)低壓管路(16)和低壓水泵(17)與主壓力罐(1)連通。
主壓力罐(1)底部的進(jìn)出水管口(11)還連通穩(wěn)壓平衡泵(14)。高壓進(jìn)水泵(13)、低壓水泵(17)和穩(wěn)壓平衡泵(14)分別與控制裝置(6)連接?？刂蒲b置(6)還與制冷室的制冷機(jī)(7)連接。
權(quán)利要求1.一種剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于由主壓力罐(1)、制冷室、儲(chǔ)水槽(19)、高壓進(jìn)水泵(13)、低壓水泵(17)、穩(wěn)壓平衡泵(14)和控制裝置(6)構(gòu)成；主壓力罐(1)為整體鍛造的鋼質(zhì)圓筒形耐壓殼體，放在制冷室內(nèi)；高壓進(jìn)水泵(13)、低壓水泵(17)分別通過(guò)高壓管路(12)和低壓管路(16)與主壓力罐(1)底部的進(jìn)出水管口(11)連通；儲(chǔ)水槽(19)內(nèi)盛有海水，通過(guò)低壓管路(16)和低壓水泵(17)與主壓力罐(1)連通；主壓力罐(1)底部的進(jìn)出水管口(11)還連通穩(wěn)壓平衡泵(14)；高壓進(jìn)水泵(13)、低壓水泵(17)和穩(wěn)壓平衡泵(14)分別與控制裝置(6)連接，控制裝置(6)還與制冷室的制冷機(jī)(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于主壓力罐(1)罐壁上開(kāi)兩個(gè)窗孔，一個(gè)為帶有攝像機(jī)的攝像窗(2)，一個(gè)為觀察窗(3)，用于觀察和攝像記錄壓力罐內(nèi)部狀況；攝像窗(2)、觀察窗(3)用高強(qiáng)度航空有機(jī)玻璃密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于主壓力罐(1)罐底封頭上開(kāi)有照明窗(4)，主壓力罐(1)外部靠近照明窗(4)處設(shè)置照明燈(5)，照明窗(4)用高強(qiáng)度航空有機(jī)玻璃密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于主壓力罐(1)內(nèi)罐壁上設(shè)置溫度傳感器(9)和壓力傳感器(8)，溫度傳感器(9)和壓力傳感器(8)與控制裝置(6)連接。
專利摘要本實(shí)用新型所涉及的深度標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備由主壓力罐、制冷室、儲(chǔ)水槽、高壓進(jìn)水泵、低壓水泵、穩(wěn)壓平衡泵和控制裝置構(gòu)成，主壓力罐罐壁上有攝像窗、觀察窗，主壓力罐罐底封頭上有照明窗，主壓力罐內(nèi)罐壁上設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器。用于觀察浮標(biāo)在主壓力罐海水中所受到的浮力狀態(tài)，觀察浮標(biāo)皮囊能否按預(yù)置程序漲大，以及浮標(biāo)上浮過(guò)程中配重懸鏈的升起狀況，以便調(diào)整浮標(biāo)的配重。本實(shí)用新型是剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)研究的基礎(chǔ)試驗(yàn)設(shè)備，是浮標(biāo)下潛深度參數(shù)設(shè)置與調(diào)整的重要技術(shù)手段，是確保浮標(biāo)正常上浮和工作的必備模擬試驗(yàn)設(shè)備。
文檔編號(hào)G01N33/00GK2676199SQ20042002834
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者張文良, 楊慶保, 余立中, 張少永, 商紅梅, 鄔海強(qiáng) 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋技術(shù)中心