專利名稱：一種水下垂直升降剖面測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量方法，特別是涉及一種水下垂直升降剖面測量方法，屬于海
洋監(jiān)測領域。
背景技術：
對于深遠海區(qū)的海洋監(jiān)測而言，獲取溫、鹽、深和海流等動力參數(shù)是開展海洋開發(fā) 研究與軍事海洋學研究的重要基礎。海洋環(huán)境監(jiān)測和資源調(diào)查中，經(jīng)常需要對海洋動力環(huán) 境進行長期、定點、實時、立體監(jiān)測，即進行海洋水體中不同剖面參數(shù)(如溫度、鹽度、流速 和光學特性量)的測量，希望可以在惡劣環(huán)境下實現(xiàn)無人值守的全天候長期連續(xù)定點觀 測。這就要求攜帶傳感器的測量平臺能夠在所測量的深度范圍內(nèi)不停的作往復循環(huán)運動， 若采用海洋觀測站或海洋調(diào)查船來投放并保證測量平臺的運行，勢必需要大量的人力、物 力和財力。而采用傳統(tǒng)潛標測量方法通常只能采用多個傳感器在離散的幾個層次上采樣， 不能實現(xiàn)連續(xù)剖面觀測，而且系統(tǒng)成本高、投放回收難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種水下垂直升降剖面測量方法，使得測量平臺可沿系留鋼索任意移 動、進行剖面數(shù)據(jù)的循環(huán)采集，并可通過水聲通訊機定期傳輸、回收。 本發(fā)明包括的設備有升降平臺、液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置、水聲通訊機、測量平臺和剎 車裝置；其中液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置安裝在升降平臺上并與測量平臺并行工作，測量平臺裝有 CTD(溫、鹽、深)和海流計等傳感器，液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中有電磁換向閥、油箱、油囊、電機、 液壓泵等設備；通過液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置調(diào)整系統(tǒng)的浮力，從而實現(xiàn)搭載測量設備的平臺的 上下運動、這樣就可以進行海洋剖面數(shù)據(jù)的定點、分層和連續(xù)測量。
本發(fā)明的實施步驟 1、對系統(tǒng)設定下潛上、下限深度和傳感器工作頻率等工作參數(shù)；
2、系統(tǒng)布放，升降平臺到達設定的上限深度； 3、打開液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中的電磁換向閥，將油囊內(nèi)的油排回油箱，升降平臺下 沉，停止電機，關閉電磁換向閥； 4 CTD和海流計等傳感器開始工作，記錄各種測量參數(shù)，測量參數(shù)如果達到預定深 度，則進行步驟5，如果未達到，則重復步驟4 ; 5、在預定深度，啟動剎車裝置電機轉(zhuǎn)動，卡緊鋼纜，止動升降平臺； 6、此時，CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)； 7、測量完成后，啟動剎車裝置電機反向轉(zhuǎn)動，松開鋼纜，升降平臺下沉； 8、根據(jù)測量參數(shù)判斷是否達到下限深度，如到達下限深度進行步驟9，如未達到下
限深度，則重復步驟8; 9、打開液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中的電磁換向閥，啟動電機，將油箱內(nèi)的油泵入油囊中， 升降平臺上浮，停止電機，關閉電磁換向閥；
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10、 CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)，同時根據(jù)測量參數(shù)判斷判斷 是否達到上限深度，如果達到上限深度，則進行步驟ll，如果未達到，則重復步驟10 ;
11、如果未完成測量任務，則重復步驟3-10，如果完成任務，則停止工作，等待水聲 通訊機回收； 根據(jù)對控制系統(tǒng)中測量頻率參數(shù)的設定，進行步驟1-11可實現(xiàn)定點和分層測量； 進行步驟1、2、3、6、8、9、10、11則可實現(xiàn)連續(xù)測量。 有益效果通過平臺測量模塊的上下運動，可以進行剖面數(shù)據(jù)的循環(huán)采集；平臺 測量模塊上可搭載溫鹽深(CTD)傳感器、聲學海流計(ACM)等多種傳感器，觀測數(shù)據(jù)可通過 水聲通訊機定期傳輸、回收；該方法的特點是能長時間連續(xù)快速進行深海全剖面數(shù)據(jù)采集， 采用浮力調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)升降的方式，結(jié)構簡單可靠、功耗極低，避免了由于系統(tǒng)長時間在深 海工作，海水及微生物對系留索破壞而使系統(tǒng)升降困難，同時也將改進傳統(tǒng)錨定系統(tǒng)的諸 多缺點。


圖1是一種水下垂直升降剖面測量方法的工作流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖1對本發(fā)明的實施步驟做進一步說明 —種水下垂直升降剖面測量方法，包括的設備有升降平臺、液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置、 水聲通訊機、綜合控制系統(tǒng)、測量平臺和剎車裝置；其中液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置安裝在升降平臺 上并與測量平臺并行工作，測量平臺裝有控制CTD(溫、鹽、深)和海流計等傳感器，液壓驅(qū) 動調(diào)節(jié)裝置中有電磁換向閥、油箱、油囊、電機、液壓泵等設備；通過液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置調(diào)整 系統(tǒng)的浮力，從而實現(xiàn)搭載測量設備的平臺的上下運動，這樣就可以進行海洋剖面數(shù)據(jù)的 定點、分層和連續(xù)測量。 實施例1 :水下100米至水下800米的定點和分層測量，定點水深為水下500米。
1、工作人員先對系統(tǒng)設定下潛上、下限深度和傳感器工作頻率等工作參數(shù)；
2、工作人員對系統(tǒng)進行布放，升降平臺到達設定的上限深度水下100米；
3、綜合控制系統(tǒng)打開液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中的電磁換向閥，將油囊內(nèi)的油排回油 箱，升降平臺下沉，停止電機，關閉電磁換向閥； 4、綜合控制系統(tǒng)控制CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)，綜合控制 系統(tǒng)根據(jù)測量參數(shù)判斷是否達到預定深度水下500米，如果達到預定深度，則進行步驟5， 如果未達到，則重復步驟4; 5、綜合控制系統(tǒng)啟動剎車裝置電機轉(zhuǎn)動，卡緊鋼纜，止動升降平臺； 6、綜合控制系統(tǒng)控制CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)； 7、測量完成后，綜合控制系統(tǒng)啟動剎車裝置電機反向轉(zhuǎn)動，松開鋼纜，升降平臺下
沉， 8、綜合控制系統(tǒng)根據(jù)測量參數(shù)判斷是否達到下限深度水下800米，如到達下限深 度進行步驟9，如未達到下限深度，則重復步驟8 ; 9、綜合控制系統(tǒng)打開液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中的電磁換向閥，啟動電機，將油箱內(nèi)的油泵入油囊中，升降平臺上浮，停止電機，關閉電磁換向閥； 10、控制CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)，綜合控制系統(tǒng)同時根據(jù) 測量參數(shù)判斷判斷是否達到上限深度水下100米，如果達到上限深度，則進行步驟11，如果 未達到，則重復步驟10; 11、綜合控制系統(tǒng)判斷是否完成測量任務，如果未完成，則重復步驟3-10，如果完 成任務，則停止工作，等待水聲通訊機回收； 根據(jù)對控制系統(tǒng)中測量頻率參數(shù)的設定，進行步驟1-11可實現(xiàn)水下100米到水下 800米之間的定點和分層測量； 實施例2 :水下100米至水下800米的連續(xù)測量。 1、工作人員先對系統(tǒng)設定下潛上、下限深度和傳感器工作頻率等工作參數(shù)；
2、工作人員對系統(tǒng)進行布放，升降平臺到達設定的上限深度水下100米；
3、綜合控制系統(tǒng)打開液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中的電磁換向閥，將油囊內(nèi)的油排回油 箱，升降平臺下沉，停止電機，關閉電磁換向閥； 4、綜合控制系統(tǒng)控制CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)； 5、綜合控制系統(tǒng)根據(jù)測量參數(shù)判斷是否達到下限深度水下800米，如到達下限深
度進行步驟6，如未達到下限深度，則重復步驟5 ; 6、綜合控制系統(tǒng)打開液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中的電磁換向閥，啟動電機，將油箱內(nèi)的 油泵入油囊中，升降平臺上浮，停止電機，關閉電磁換向閥； 7、控制CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)，綜合控制系統(tǒng)同時根據(jù) 測量參數(shù)判斷判斷是否達到上限深度水下100米，如果達到上限深度，則進行步驟8，如果 未達到，則重復步驟7 ; 8、綜合控制系統(tǒng)判斷是否完成測量任務，如果未完成，則重復步驟3-7，如果完成 任務，則停止工作，等待水聲通訊機回收。
權利要求
一種水下垂直升降剖面測量方法，其特征在于包括以下設備升降平臺、液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置、水聲通訊機、綜合控制系統(tǒng)、測量平臺和剎車裝置；其中液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置安裝在升降平臺上并與測量平臺并行工作，測量平臺裝有控制CTD和海流計傳感器，液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中有電磁換向閥、油箱、油囊、電機和液壓泵；具體實施步驟為(1)、對系統(tǒng)設定下潛上、下限深度和傳感器工作頻率等工作參數(shù)；(2)、系統(tǒng)布放，升降平臺到達設定的上限深度；(3)、打開液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置中的電磁換向閥，將油囊內(nèi)的油排回油箱，升降平臺下沉，停止電機，關閉電磁換向閥；(4)、CTD和海流計等傳感器開始工作，記錄各種測量參數(shù)，測量參數(shù)如果達到預定深度，則進行步驟5，如果未達到，則重復步驟4；(5)、在預定深度，啟動剎車裝置電機轉(zhuǎn)動，卡緊鋼纜，止動升降平臺；(6)、此時，CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)；(7)、測量完成后，啟動剎車裝置電機反向轉(zhuǎn)動，松開鋼纜，升降平臺下沉；(8)、根據(jù)測量參數(shù)判斷是否達到下限深度，如到達下限深度進行步驟9，如未達到下限深度，則重復步驟8；(9)、打開液壓驅(qū)動裝置中的電磁換向閥，啟動電機，將油箱內(nèi)的油泵入油囊中，升降平臺上浮，停止電機，關閉電磁換向閥；(10)、CTD和海流計等傳感器工作，記錄各種測量參數(shù)，同時根據(jù)測量參數(shù)判斷判斷是否達到上限深度，如果達到上限深度，則進行步驟11，如果未達到，則重復步驟10；(11)、如果未完成測量任務，則重復步驟3-10，如果完成任務，則停止工作，等待水聲通訊機回收。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種水下垂直升降剖面測量方法，其特征在于根據(jù)對控制系統(tǒng)中測量頻率參數(shù)的設定，進行步驟(l)-(ll)可實現(xiàn)定點或分層測量；進行步驟(1)、(2) 、 (3) 、 (6) 、 (8) 、 (9) 、 (10) 、 (11)則可實現(xiàn)連續(xù)測量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水下垂直升降剖面測量方法，包括的設備有升降平臺、液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置、水聲通訊機、綜合控制系統(tǒng)、測量平臺和剎車裝置；其中液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置安裝在升降平臺上并與測量平臺并行工作，測量平臺裝有控制CTD(溫、鹽、深)和海流計等傳感器，液壓驅(qū)動裝置中有電磁換向閥、油箱、油囊、電機、液壓泵等設備；運用本發(fā)明的方法步驟來通過液壓驅(qū)動升降平臺裝置調(diào)整系統(tǒng)的浮力，從而實現(xiàn)搭載測量設備的平臺的上下運動、這樣就可以進行海洋剖面數(shù)據(jù)的循環(huán)采集。
文檔編號G01C13/00GK101726286SQ200810167589
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月14日 優(yōu)先權日2008年10月14日
發(fā)明者付光輝, 任翀, 佘湖清, 呂維樂, 吳旌, 廉斌, 徐良波, 鄧小青, 郭文生, 郭晉兵, 陳建軍 申請人:中國船舶重工集團公司第七一○研究所