本發(fā)明屬于海水測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種用于檢測海水參數(shù)的投棄式測量裝置。

背景技術(shù)：

溫度和鹽度是海水最重要的參數(shù)，用于測量不同深度的海水溫度和鹽度的投棄式海水測量裝置是利用投棄式探頭在海水中自由下落的過程中測量海水溫度和鹽度的剖面數(shù)據(jù)。這種投棄式海水測量裝置一般由測量探頭和發(fā)射裝置組成，每套發(fā)射裝置可依次發(fā)射若干枚測量探頭。測量探頭內(nèi)集成有溫度鹽度壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集電路以及供電電池，發(fā)射裝置通過導(dǎo)線連接測量探頭，并將測量探頭采集的海水參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X。投棄式海水測量裝置相對于需要纜繩拖拽的溫鹽深測量設(shè)備具有體積小、靈活、方便等優(yōu)點(diǎn)，并且在船舶行駛過程中也能靈活使用，更適用于對大面積海域的觀測和調(diào)查。

投棄式海水測量裝置中測量探頭的使用是一次性的，因此與固定式溫鹽深測量設(shè)備可循環(huán)拆卸、頻繁更換電池不同，投棄式測量探頭組裝后不能拆卸，只能使用艙內(nèi)的一組電池供電。在測量探頭組裝密封后，容易出現(xiàn)探頭內(nèi)的電路板提前消耗電池電量，導(dǎo)致測量探頭尚未投放入水中便因其電量耗盡而報廢。此外，測量探頭需要人為在甲板上操作發(fā)射裝置進(jìn)行投放，并且測量探頭入水后采集的數(shù)據(jù)也需要經(jīng)過發(fā)射裝置上傳至電腦，供科研人員觀測。因此，輕便可靠、操作簡單的發(fā)射裝置也是投棄式海水測量裝置必須解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、輕便可靠的投棄式海水測量裝置，在保證測量探頭準(zhǔn)確投放的同時，簡化科研人員的投放操作。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種投棄式海水測量裝置，包括測量探頭和發(fā)射裝置，所述測量探頭包括投棄探頭和固定線軸，在所述固定線軸上設(shè)置有用于傳輸采集數(shù)據(jù)的金屬觸片；在所述發(fā)射裝置中設(shè)置有用于固定所述固定線軸的固定板、與所述固定板間隔布設(shè)且其上開設(shè)有拉桿導(dǎo)槽的支撐板、主軸、拉桿和接線盒；其中，在所述主軸上安裝有手柄，并由所述手柄驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，在所述主軸上位于手柄的兩側(cè)分別安裝有一個滾動軸承，在每一個滾動軸承的外側(cè)分別安裝有一個連接所述主軸的偏心輪，所述滾動軸承與所述支撐板相接觸；所述拉桿的一端安裝在所述固定板上，另一端穿過所述支撐板的拉桿導(dǎo)槽連接所述偏心輪的偏心軸；所述接線盒位于所述固定板與支撐板之間，在其面向固定板的側(cè)面上安裝有用于與所述測量探頭上的金屬觸片相接觸的插針，在其面向支撐板的側(cè)面上安裝有頂緊彈簧，并通過所述頂緊彈簧連接所述的支撐板。

進(jìn)一步的，所述測量探頭還包括探頭發(fā)射筒，所述投棄探頭和固定線軸的至少一部分安裝在所述探頭發(fā)射筒中，所述投棄探頭通過插銷插裝固定在所述探頭發(fā)射筒中，通過拔出插銷，即可對投棄探頭實現(xiàn)準(zhǔn)確投放。

為了便于科研人員手持測量裝置執(zhí)行探頭的投放操作，本發(fā)明在所述發(fā)射裝置中還設(shè)置有手持承載部，包括形成一體且相互垂直的手持部和承載部，所述支撐板安裝在所述承載部上；在所述承載部上還安裝有一罩殼，罩扣所述的支撐板、主軸、滾動軸承、偏心輪和頂緊彈簧。

優(yōu)選的，所述手持部優(yōu)選設(shè)計成中空體，所述接線盒上設(shè)置有用于傳輸采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸線，所述數(shù)據(jù)傳輸線優(yōu)選從所述手持部的中空腔體中穿出。

進(jìn)一步的，在所述承載部上還安裝有一探頭安裝槽，用于承載所述探頭發(fā)射筒，在所述探頭安裝槽上開設(shè)有插銷導(dǎo)孔，以防止探頭發(fā)射筒安裝方向錯誤；所述插銷一端的拉環(huán)從所述插銷導(dǎo)孔穿出探頭安裝槽，以便于拉出插銷，在所述插銷的另一端安裝有卡簧，以防止插銷意外脫落。

為了方便探頭發(fā)射筒的安裝和拆卸，優(yōu)選設(shè)計所述探頭發(fā)射筒為中空圓柱體，所述固定線軸的頂部形成載臺，所述載臺位于所述探頭發(fā)射筒的外部，且直徑大于所述探頭發(fā)射筒的直徑；所述固定板為半個環(huán)形，其內(nèi)直徑大于所述述探頭發(fā)射筒的直徑且小于所述載臺的外直徑，在固定所述測量探頭時，所述固定板環(huán)繞所述探頭發(fā)射筒并抵接所述載臺的底面。

進(jìn)一步的，在所述載臺上開設(shè)有安裝槽，所述探頭發(fā)射筒卡裝在所述安裝槽內(nèi)；所述金屬觸片布設(shè)在所述載臺的頂面。

本發(fā)明在所述投棄探頭中設(shè)置有電池組和電路板，所述電池組的負(fù)極連接電路板的電源負(fù)輸入端，電池組的正極與電路板的電源正輸入端分別與兩個電極一一對應(yīng)連接，所述的兩個電極電氣隔離，且從所述投棄探頭中外露。所述兩個電極僅在測量探頭入水后，通過海水導(dǎo)通，進(jìn)而使電池組與電路板形成回路，由此可以避免測量探頭在尚未投放入水前便因其電量耗盡而報廢的問題出現(xiàn)。

進(jìn)一步，在所述投棄探頭中形成有密封艙，所述電池組和電路板安裝在所述密封艙中，在所述密封艙的下方設(shè)置有溫度鹽度傳感器，在所述密封艙的上方設(shè)置有壓力傳感器，所述溫度鹽度傳感器和壓力傳感器通過導(dǎo)線連接所述電路板。

再進(jìn)一步的，在所述投棄探頭中設(shè)置有探頭線軸，位于所述壓力傳感器的上方，連接電路板的數(shù)據(jù)線一部分纏繞在所述探頭線軸上，另一部分穿出所述投棄探頭纏繞在所述固定線軸上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本發(fā)明的投棄式海水測量裝置采用主軸配合一組偏心輪和滾動軸承的組合設(shè)計方式形成發(fā)射裝置，在保證對測量探頭實現(xiàn)可靠投放的同時，可以實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實時有效傳輸，且結(jié)構(gòu)簡單，輕便可靠，便于科研人員在甲板上操作使用。此外，本發(fā)明通過在測量探頭上布設(shè)電氣隔離的兩個電極，通過兩個電極將探頭中的電池組與電路板隔離開，由此可以確保探頭在入水前，探頭中的電路板與電池組斷路，不會無謂消耗電池組的電量，而只在入水瞬間利用海水使電池組和電路板連通，通過電池組為電路板供電使探頭開始工作，繼而解決了探頭在入水前因電池組電量的過度消耗而報廢的問題。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提出的投棄式海水測量裝置的一種實施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中測量探頭的一種實施例的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖3是圖1中發(fā)射裝置的一種實施例的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖4是測量探頭與發(fā)射裝置壓緊后的一種實施例的局部剖視示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)地描述。

如圖1所示，本實施例的投棄式海水測量裝置包括測量探頭100和發(fā)射裝置200兩部分。其中，測量探頭100主要包括探頭發(fā)射筒110、投棄探頭120和固定線軸160。所述投棄探頭120安裝在所述探頭發(fā)射筒110中，用于投放到待測海域以檢測海水參數(shù)的剖面數(shù)據(jù)；所述固定線軸160至少部分地安裝在所述探頭發(fā)射筒110中，且通過數(shù)據(jù)線140（例如，漆包線等絕緣導(dǎo)線）與所述投棄探頭120相連接。所述數(shù)據(jù)線140纏繞在所述固定線軸160的軸體上，并與布設(shè)在固定線軸160頂面的金屬觸片150電連接。發(fā)射裝置200用于安裝并發(fā)射所述測量探頭100，其上設(shè)置有插針261。所述插針261用于與測量探頭100上的金屬觸片150接觸導(dǎo)通，以實現(xiàn)測量探頭100與發(fā)射裝置200之間的電連接。通過投棄探頭120采集的海水參數(shù)數(shù)據(jù)經(jīng)由接觸導(dǎo)通的金屬觸片150和插針261傳輸至與所述插針261電連通的數(shù)據(jù)傳輸線262，進(jìn)而通過數(shù)據(jù)傳輸線262上傳至電腦，以提供給科研人員觀測待測海域的海水參數(shù)的剖面數(shù)據(jù)。

如圖2所示，在本實施例的測量探頭100中，其投棄探頭120主要包括外殼129和設(shè)置在外殼129內(nèi)的探頭線軸121、電池組124、電路板125、鹽度溫度傳感器126、壓力傳感器127以及電極128等部分。其中，電池組124和電路板125安裝于外殼129內(nèi)形成的密封艙122中，通過O型密封圈123實現(xiàn)與外界的完全隔離和密封。所述O型密封圈123可以根據(jù)需要設(shè)置一組或多組，圖2中示出了三組O型密封圈123，以防止投棄探頭120入水后，海水侵入密封艙122造成電路板125短路。為了避免投棄探頭120在入水使用前，其內(nèi)部電池組124的電量已被電路板125上的負(fù)載消耗殆盡，本實施例優(yōu)選設(shè)計電池組124與電路板125在投棄探頭120入水使用前斷路，以避免電池組124電量的無謂消耗。為了使電池組124在投棄探頭120入水瞬間為電路板125供電，使投棄探頭120開始工作，本實施例優(yōu)選將電池組124的負(fù)極與電路板125的電源負(fù)輸入端連通，而將電池組124的正極與電路板125的電源正輸入端分別通過絕緣導(dǎo)線各自連接至一個電極128。優(yōu)選將兩個電極128布設(shè)在投棄探頭120尾部的塑料外殼129上，使兩個電極128在投棄探頭120入水前相互隔離，從而使電池組124與電路板125斷路，確保電池組124中的電量不被消耗。

鹽度溫度傳感器126用于檢測海水的溫度和鹽度，可以集成在一個傳感器中，也可以分開單獨(dú)設(shè)置。在本實施例中，所述鹽度溫度傳感器126優(yōu)選布設(shè)在密封艙122的下方，通過外殼129的底部開口130與外界連通。

壓力傳感器127用于檢測海水的壓力，根據(jù)檢測到的海水壓力計算投棄探頭120的入水深度。在本實施例中，所述壓力傳感器127優(yōu)選布設(shè)在密封艙122的上方，通過外殼129的頂部開口131與外界連通。

所述鹽度溫度傳感器126和壓力傳感器127的電源線和信號線連接電路板125，在電路板125與電池組124連通后，控制所述鹽度溫度傳感器126和壓力傳感器127上電運(yùn)行，采集海水參數(shù)。所述電路板125對鹽度溫度傳感器126和壓力傳感器127采集到的海水參數(shù)進(jìn)行處理，并生成采集數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線140傳輸至金屬觸片150。

為了使投棄探頭120的入水深度能夠滿足海水檢測的實際需求，對于所述數(shù)據(jù)線140應(yīng)留有足夠的長度。在本實施例中，可以在投棄探頭120的外殼129內(nèi)設(shè)置探頭線軸121，優(yōu)選布設(shè)在壓力傳感器127的上方。將數(shù)據(jù)線140的一部分纏繞在所述探頭線軸121上，另一部分穿出外殼129纏繞在固定線軸160上，并與布設(shè)在固定線軸160上的金屬觸片150連通。在本實施例中，所述金屬觸片150優(yōu)選布設(shè)在固定線軸160的頂面，如圖1所示，具體可以布設(shè)三個金屬觸片150，以用于傳輸溫度數(shù)據(jù)、鹽度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)或者進(jìn)一步傳輸其他類型的數(shù)據(jù)或作為檢測用觸片。例如，本實施例可以利用其中兩個金屬觸片傳輸溫度、鹽度、壓力三種數(shù)據(jù)，另一個金屬觸片用于檢測測量探頭100是否安裝到位。當(dāng)然，所述金屬觸片150的布設(shè)數(shù)量也可以根據(jù)實際測量需求合理選擇，本實施例對此不進(jìn)行具體限制。

本實施例在所述投棄探頭120的尾部還開設(shè)有銷孔，以用于通過插銷111實現(xiàn)投棄探頭120在探頭發(fā)射筒110中的插裝固定。

本實施例優(yōu)選將探頭發(fā)射筒110設(shè)計成中空的圓柱體形狀，其上開設(shè)有用于穿過所述插銷111的銷孔。所述探頭發(fā)射筒110優(yōu)選采用透明材質(zhì)制成，以便于探頭發(fā)射筒110的銷孔與投棄探頭120的銷孔對準(zhǔn)以及插銷111的插裝。

在所述固定線軸160的頂部形成有一載臺161，如圖2所示，優(yōu)選設(shè)計載臺161的截面形狀為圓形，且直徑大于所述探頭發(fā)射筒110的筒體直徑，即，在載臺161與探頭發(fā)射筒110的筒體的連接位置形成圖2所示的階梯面162。在所述載臺161的底面開設(shè)安裝槽（圖中未示出），用于固定所述的探頭發(fā)射筒110。在將固定線軸160安裝到所述探頭發(fā)射筒110中時，將固定線軸160的軸體部分從探頭發(fā)射筒110的頂部開口伸入到探頭發(fā)射筒110中，載臺161位于探頭發(fā)射筒110的外部。將探頭發(fā)射筒110的頂部卡入到載臺161的安裝槽中，以實現(xiàn)探頭發(fā)射筒110與固定線軸160的卡裝固定。將金屬觸片150布設(shè)在載臺161的頂面，以與發(fā)射裝置200中的插針261正對。

在本實施例的發(fā)射裝置200中設(shè)置有固定板220、拉桿230、支撐板240、主軸250、手柄251、滾動軸承252、偏心輪253、接線盒260、頂緊彈簧270等部分，如圖3所示。其中，固定板220用于固定所述固定線軸160，優(yōu)選設(shè)計成半個環(huán)形的形狀，且設(shè)計固定板220的內(nèi)直徑大于探頭發(fā)射筒110的筒體直徑且小于載臺161的直徑，將所述固定板220環(huán)繞探頭發(fā)射筒110的筒體且安裝在載臺161的下方，抵接載臺161與探頭發(fā)射筒110的筒體所形成的階梯面162，由此實現(xiàn)測量探頭100在發(fā)射裝置200中的安裝固定。

在所述固定板220上安裝有拉桿230，所述拉桿230優(yōu)選安裝有兩根，分設(shè)在鄰近固定板220兩端的位置處，如圖3所示?？梢岳面i緊螺母231將所述拉桿230的一端固定在固定板220上，拉桿230的另一端穿過支撐板240連接偏心輪253。支撐板240與固定板220間隔開一段距離，支撐板240上開設(shè)有拉桿導(dǎo)槽，所述拉桿230的另一端穿過所述拉桿導(dǎo)槽連接偏心輪253的偏心軸254。所述偏心輪253可以包括兩個，一個偏心輪253連接一個拉桿230，兩個偏心輪253分設(shè)在主軸250的兩端，跟隨主軸250同步轉(zhuǎn)動。在所述主軸250的中間部位安裝有手柄251，通過拉動手柄251來驅(qū)動主軸250轉(zhuǎn)動。在所述主軸250上還安裝有兩個滾動軸承252，分設(shè)在手柄251與兩個偏心輪253之間，優(yōu)選設(shè)計兩個滾動軸承252的直徑大于兩個偏心輪253的直徑，并與所述支撐板240相接觸。當(dāng)拉動手柄251時，手柄251驅(qū)動主軸250轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動偏心輪253隨之旋轉(zhuǎn)，拉動拉桿230前后移動（所述“前”、“后”參照圖3所指示的方向），以使固定板220接近支撐板240或者遠(yuǎn)離支撐板240。在手柄251驅(qū)動主軸250轉(zhuǎn)動的過程中，滾動軸承252抵靠支撐板240轉(zhuǎn)動，以減小滾動軸承252與支撐板240之間的摩擦力，進(jìn)而減小需要施加到手柄251上的外力，使發(fā)射裝置200在實際操作中更加輕便省力。

在固定板220與支撐板240之間設(shè)置接線盒260，將插針261設(shè)置在接線盒260朝向固定板220的側(cè)面上，在接線盒260朝向支撐板240的側(cè)面上安裝有頂緊彈簧270，所述頂緊彈簧270的另一端連接支撐板240，通過頂緊彈簧270使接線盒260定位在固定板220與支撐板240之間。

在接線盒260上設(shè)置的插針261的數(shù)目與測量探頭100上設(shè)置的金屬觸片150的數(shù)目相同，一個插針261用于與一個金屬觸片150接觸導(dǎo)通，以傳遞采集數(shù)據(jù)。在本實施例中，所述金屬觸片150和插針261均設(shè)置有三個，分別用于傳輸海水的鹽度、溫度、壓力數(shù)據(jù)以及作為檢測所述測量探頭100是否在發(fā)射裝置200中安裝到位的檢測觸點(diǎn)。插針261的材料可以選用經(jīng)過熱處理的45號鋼，金屬觸片150優(yōu)選采用材質(zhì)較軟的紫銅，以保證插針261有足夠的強(qiáng)度插入到材質(zhì)較軟的金屬觸片150中，實現(xiàn)二者之間可靠地電氣連接。

在所述接線盒260中設(shè)置有數(shù)據(jù)傳輸線262，連接所述的插針261，以用于將測量探頭100采集的數(shù)據(jù)傳送至電腦。

為了便于操作所述發(fā)射裝置200，本實施例在所述發(fā)射裝置200中還設(shè)置有手持承載部280，包括手持部281和承載部282，如圖3所示。其中，所述手持部281和承載部282可以一體成型，并形成近似垂直的位置關(guān)系。將所述支撐板240固定在承載部282上，固定板220和接線盒260可以均由所述承載部282支撐，在承載部282上可以安裝一個罩殼283，以罩扣所述的主軸250、滾動軸承252、偏心輪253、支撐板240、頂緊彈簧270和接線盒260，起到保護(hù)和美觀的作用。

在所述承載部282上還可以進(jìn)一步安裝用于支撐所述探頭發(fā)射筒110的探頭安裝槽290，如圖3所示。在探頭安裝槽290上可以進(jìn)一步開設(shè)插銷導(dǎo)孔291，以防止探頭發(fā)射筒110安裝方向錯誤。

所述手持部281優(yōu)選設(shè)計成中空體，將連接接線盒260的數(shù)據(jù)傳輸線262從手持部281的中空腔體中穿過并引出，以便于與外部的電腦連接。

工業(yè)實用性

在使用本實施例的投棄式海水測量裝置時，首先將手柄251拉至向上的位置，如圖1所示的位置，此時，固定板220向前移動至極限位置。將測量探頭100的投棄探頭120插入到探頭發(fā)射筒110中，并利用插銷111插入到探頭發(fā)射筒110與投棄探頭120上的銷孔中，以將投棄探頭120固定在所述探頭發(fā)射筒110中。在插銷111的端部114加裝卡簧112，以避免插銷111意外滑落，導(dǎo)致投棄探頭120不能準(zhǔn)確投放。

將測量探頭100的固定線軸160的軸體部分插入到探頭發(fā)射筒110中，載臺161位于探頭發(fā)射筒110的外部，將探頭發(fā)射筒110卡裝到載臺161的安裝槽中，完成探頭發(fā)射筒110與固定線軸160的安裝固定。

將探頭發(fā)射筒110裝入探頭安裝槽290，安裝時注意將插銷111的拉環(huán)113部分插入到插銷導(dǎo)孔291中，并伸出探頭安裝槽290，以便于科研人員拉出插銷111。將固定線軸160的載臺161安裝到固定板220的后方，安裝完成后的測量裝置如圖1所示。

將測量探頭100安裝到發(fā)射裝置200后，將手柄251向下拉動180°，此時主軸252帶動偏心輪253旋轉(zhuǎn)180°，使拉桿230帶動固定板220由前向后移動，將測量探頭100固定在所述發(fā)射裝置200中，并使插針261與金屬觸片150緊密接觸，實現(xiàn)測量探頭100與發(fā)射裝置200的電氣連接。頂緊彈簧270在發(fā)射裝置200中的作用是在保證插針261有足夠強(qiáng)度插入金屬觸片150的同時，使插針261有一定的向后收縮的余地，以避免剛性損壞插針261和金屬觸片150。測量探頭100在發(fā)射裝置200中壓緊后的狀態(tài)如圖4所示。

將探頭發(fā)射筒110向下傾斜45°，對準(zhǔn)待檢測的海域。拔掉插銷111，使投棄探頭120下落入水。在投棄探頭120入水瞬間，海水將兩個電極128導(dǎo)通，電路板125上電，投棄探頭120開始工作。在投棄探頭120下落的過程中，鹽度溫度傳感器126和壓力傳感器127實時檢測不同深度海水的鹽度和溫度，通過數(shù)據(jù)線140、金屬觸片150、插針261和數(shù)據(jù)傳輸線262上傳至電腦進(jìn)行顯示，以供科研人員觀測。

當(dāng)投棄探頭120下落到達(dá)預(yù)定深度時，切斷數(shù)據(jù)線140，丟棄投棄探頭120，完成一次海水參數(shù)采集任務(wù)。

將手柄251向上轉(zhuǎn)動180°，使固定板220前移，松開固定線軸160。然后，將探頭發(fā)射筒110連通固定線軸160從固定板220上取下，更換測量探頭100，進(jìn)行下一次測量任務(wù)。

本實施例的投棄式海水測量裝置工作可靠，操作簡單，便于科研人員在甲板上執(zhí)行測量任務(wù)。

當(dāng)然，以上所述僅是本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。