專利名稱：海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于0至2000米海洋剖面內(nèi)溫度鹽度等數(shù)據(jù)采集測量，亦可用于氣象預(yù) 報(bào)、軍事偵察等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)創(chuàng)始于美國斯普瑞克海洋研究所研制的SOLO浮 標(biāo)，美國狗油公司研究和開發(fā)了 APEX型浮標(biāo).法國Ifremer研究所1990年研制Marvor型 剖面浮標(biāo)，后與加拿大Metocean公司合作開發(fā)PROVOR(海王星)剖面浮標(biāo)，后兩種類型的 剖面浮標(biāo)現(xiàn)已被世界各國海洋學(xué)家接受并得到應(yīng)用。最新資料表明，日本已在使用自己研 制的剖面浮標(biāo)進(jìn)行海上實(shí)驗(yàn).從現(xiàn)已掌握的資料得知，國外剖面浮標(biāo)具有的共同特點(diǎn)是 圓柱體外形，在大海中處直立狀工作；借助液壓力來改變浮標(biāo)自身體積在大海沉?。粚B 或FSI公司生產(chǎn)的專用CTD傳感器裝在浮標(biāo)頂部進(jìn)行剖面測量；用Argos衛(wèi)星系統(tǒng)定位和 傳輸數(shù)據(jù)。目前國外只有美國、法國和加拿大有這種產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。國外海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)是在浮標(biāo)底部安裝皮囊，通過向皮囊里注入和 抽出液壓油達(dá)到改變浮標(biāo)的體積，從而實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)的上浮和下沉。由于海底壓力隨著深度的 變化不是嚴(yán)格呈規(guī)律性變化，此種結(jié)構(gòu)的浮標(biāo)需要考慮受海底壓力作用皮囊的變形量?，F(xiàn) 階段，我國已經(jīng)對這種浮標(biāo)進(jìn)行引進(jìn)和研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的是為了實(shí)現(xiàn)0至2000米海洋剖面內(nèi)溫度鹽度等數(shù)據(jù)采集測量，進(jìn)一 步發(fā)張展成為海底礦產(chǎn)資源、漁業(yè)生物資源等的探測與采集。據(jù)此，本發(fā)明的特點(diǎn)在于采用 液壓缸實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)體積變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)的上升和下沉。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。圖1 海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)結(jié)構(gòu)簡2 夾持液壓缸機(jī)構(gòu)圖3 夾持電池和固定電路板機(jī)構(gòu)圖1 海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)結(jié)構(gòu)簡圖，其中包括固定電池組及固定電路 板的夾子(1)，電池組(2)，電路板(3)，浮標(biāo)內(nèi)殼(4)，浮標(biāo)外殼(5)，皮囊(6)，液壓缸(7)， 法蘭(8)安裝固定減速電機(jī)(18)的支撐架(17)，法蘭(9)連接液壓缸(7)的缸頭和安裝 微型氣泵(11)，浮標(biāo)頂蓋(10)，安裝單向閥用孔(12)，安裝天線用孔(13)，安裝傳感器用孔 (14)，密封圈(15)和(16)，液壓泵(19)，固定液壓缸用夾子(20)，密封圈(21)和(22)，法 蘭安裝固定電池組用夾子(1)、固定液壓缸用夾子(20)、液壓泵(19)，浮標(biāo)底蓋(M)。圖2 夾持液壓缸機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)如圖1中的(20)，首先將底座固定于法蘭03)上， 然后裝入液壓缸(7)，最后將桿0幻、06)通過螺栓固定于基座上。
圖3 夾持電池和固定電路板機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)如圖1中的(1)，首先將底座固定于法蘭 (23)上，然后裝入電池組O)，最后將桿(XT)通過螺栓固定于基座上，桿(XT)上的空用來 固定電路板(3)。
具體實(shí)施例方式浮標(biāo)的工作過程是開機(jī)，浮標(biāo)伸長外殼在水面漂浮，進(jìn)行ARGOS通訊；收縮外殼， 浮標(biāo)下潛到預(yù)定深度；到預(yù)定滯留時(shí)間，外殼再次收縮，下潛到采集數(shù)據(jù)所需的深度；到達(dá) 設(shè)定深度立即伸長逐漸到最大體積，浮標(biāo)上浮，采集預(yù)定層深的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；浮標(biāo)到達(dá)水 面；與ARGOS衛(wèi)星進(jìn)行他通訊傳輸本次剖面測量所存儲(chǔ)溫、鹽、深數(shù)據(jù)；收縮外殼，浮標(biāo)再 次下潛，進(jìn)入第二個(gè)剖面測量；循環(huán)工作直至電池耗盡。當(dāng)浮標(biāo)需要上升時(shí)，減速電機(jī)(18)工作，驅(qū)動(dòng)液壓泵(19)將液壓油注入液壓缸 (7)，液壓缸(7)伸長，推動(dòng)法蘭(9)和法蘭(23)相互分離，法蘭(9)和法蘭(23)分別帶動(dòng) 外殼( 和內(nèi)殼(4)運(yùn)動(dòng)，從而增大浮標(biāo)的體積，進(jìn)而增大浮標(biāo)的浮力。當(dāng)浮標(biāo)需要下沉?xí)r，減速電機(jī)(18)停止工作，微型真空泵(11)將浮標(biāo)腔內(nèi)抽成真 空，使浮標(biāo)體內(nèi)形成負(fù)壓狀態(tài)，一方面可以防止腔內(nèi)元器件氧化，另一方面提高了整個(gè)浮標(biāo) 的密封性，在海面時(shí)皮囊(6)處于拉升狀態(tài)，依靠浮標(biāo)負(fù)壓狀態(tài)和皮囊(6)的彈性拉力將液 壓缸中壓力油壓出，拉動(dòng)法蘭(9)和法蘭相互靠近，法蘭(9)和法蘭分別帶動(dòng)外 殼(5)和內(nèi)殼⑷運(yùn)動(dòng)，浮標(biāo)體積縮小，進(jìn)而減小浮標(biāo)的浮力。
權(quán)利要求
1.海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，主要由液壓缸、液壓泵、微型真空泵、減速馬達(dá)等組 成。其特征是通過液壓缸的伸長和縮短來調(diào)節(jié)浮標(biāo)的體積變化，整個(gè)結(jié)構(gòu)都需要防水密封直O(jiān)
2.按照權(quán)利要求1所述的海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，其特征是在浮標(biāo)內(nèi)部安裝液 壓缸(7)，缸頭與法蘭(9)連接，缸體與法蘭03)連接，通過液壓缸(7)的伸長與縮短推動(dòng) 法蘭(9)與法蘭03)相互靠近與分離，來實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)體積的增大與減小。
3.按照權(quán)利要求2所述的海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，其特征是通過減速電機(jī) (18)，液壓泵(19)，將液壓油注入液壓缸(7)，實(shí)現(xiàn)液壓缸(7)的伸長。
4.按照權(quán)利要求2所述的海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，其特征是在浮標(biāo)內(nèi)部安裝微 型真空泵(11)，當(dāng)浮標(biāo)上升到海面時(shí)，將浮標(biāo)內(nèi)部抽成真空，實(shí)現(xiàn)液壓缸(7)的縮短。
5.按照權(quán)利要求2所述的海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，其特征是在內(nèi)殼(4)和外殼 (5)外包圍皮囊(6)，通過皮囊(6)的收縮同時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓缸(7)的縮短。
6.按照權(quán)利要求1所述的海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，其特征是在單向閥(12)的安 裝孔，天線安裝孔(13)，傳感器安裝孔(14)安裝密封圈。
7.按照權(quán)利要求1所述的海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，其特征是在頂蓋(10)和法蘭 (9)，法蘭(9)和外殼(5)之間安裝密封圈；在內(nèi)殼(4)和法蘭(23)，法蘭(23)和底蓋(24) 之間安裝密封圈。
8.按照權(quán)利要求1所述的海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，其特征是在內(nèi)殼(4)和外殼 (5)之間安裝密封圈。
9.按照權(quán)利要求1所述的海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，其特征是在內(nèi)殼(4)和外殼 (5)外包圍皮囊(6)，頂蓋(10)和法蘭(9)與底蓋(24)和法蘭(23)固定皮囊(6)，皮囊對 浮標(biāo)外殼進(jìn)行腐蝕保護(hù)并起到一定得密封作用。
全文摘要
一種海洋自持式剖面循環(huán)探測浮標(biāo)，用來測量海洋0至2000米剖面內(nèi)的溫度、鹽度等數(shù)據(jù)。本發(fā)明浮標(biāo)呈圓柱狀(如附圖所示)，減速電機(jī)帶動(dòng)液壓泵，將壓力油注入液壓缸，液壓缸推動(dòng)浮標(biāo)殼體相互離開，從而增大浮標(biāo)的體積進(jìn)而增大浮標(biāo)浮力。到達(dá)海面后微型真空泵將浮標(biāo)腔內(nèi)抽成真空，利用負(fù)壓和皮囊的彈性拉力將壓力油從液壓缸中壓出，從而減小浮標(biāo)體積進(jìn)而減小浮標(biāo)浮力。浮標(biāo)下沉和上浮完成一個(gè)剖面測量，重復(fù)循環(huán)進(jìn)行剖面測量直至電池耗盡。
文檔編號(hào)G01N9/10GK102129089SQ20101002299
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者吳愛平, 李成龍, 李永樂, 王世明 申請人:上海海洋大學(xué), 吳愛平