海洋溫鹽躍層模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋環(huán)境監(jiān)測裝置，具體地說，涉及一種海洋溫鹽躍層模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在海洋調(diào)查中，海水溫度、鹽度是最基本的參數(shù)之一，對于海洋環(huán)境研宄具有重要的作用。在現(xiàn)場海洋環(huán)境中，除了存在大水團和水流之外，還存在著很多細(xì)微結(jié)構(gòu)，諸如海面以下100-200米左右，存在著溫度和鹽度有巨大梯度變化的溫鹽躍層，躍層中垂直方向數(shù)厘米微細(xì)尺度的水層溫差從0.1?3°C不等。溫鹽躍層是由于冷而淡的海水位于暖而咸的海水之上時，在兩者的交界面處因發(fā)生雙擴散對流現(xiàn)象而產(chǎn)生的。溫鹽躍層對于研宄海洋微細(xì)結(jié)構(gòu)以及水下航行器的安全航行有著非常重要的意義，因此對溫鹽躍層的一些特性研宄變得非常重要。
[0003]圖1顯示了目前溫鹽躍層的測量方式。由船載投放式CTD(溫鹽深儀)進行海上現(xiàn)場測量，在預(yù)定站位，由調(diào)查船I的鋼纜絞車2將船載投放式CTD3吊放在海水中，并以均勻的速度下放，使得船載投放式CTD3穿越溫鹽躍層，完成不同深度點的躍層的溫度和鹽度測量，取得溫鹽躍層數(shù)據(jù)后再對數(shù)據(jù)進行處理、分析，從而對溫鹽躍層的特性進行研宄。
[0004]采用海上現(xiàn)場測量來研宄海洋中的溫鹽躍層雖然比較客觀準(zhǔn)確，但是使用調(diào)查船的費用非常昂貴，而且由于海況的原因一次出海所獲得溫鹽躍層數(shù)據(jù)數(shù)量有限，嚴(yán)重限制對溫鹽躍層的特性研宄；并且由于溫鹽躍層一般位于海面以下100-200米，無法對溫鹽躍層進行直觀的觀察，不利于對溫鹽躍層特性的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有海洋溫鹽躍層的特性研宄存在著實地測量困難，無法直接觀察溫鹽躍層變化狀況的問題，本發(fā)明推出了海洋溫鹽躍層模擬裝置，其目的在于通過海洋溫鹽躍層模擬裝置在實驗室中生成海洋中存在的溫鹽躍層，以便于方便、直觀的觀察研宄溫鹽躍層的特性，解決獲取溫鹽躍層數(shù)據(jù)困難和無法直接實地觀察和研宄溫鹽躍層的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0007]本發(fā)明涉及的一種海洋溫鹽躍層模擬裝置，包括鹽躍層模擬水槽、鹽躍層注水裝置、控溫控制箱和小型制冷機，溫鹽躍層模擬水槽分別與溫鹽躍層注水裝置、控溫控制箱和小型制冷機連接；溫鹽躍層模擬水槽內(nèi)由下至上依次設(shè)有加熱棒、鹽度傳感器、下層溫度傳感器和上層溫度傳感器，加熱棒安裝在溫鹽躍層模擬水槽的底部，鹽度傳感器和下層溫度傳感器安裝在溫鹽躍層模擬水槽的下部中間位置，上層溫度傳感器安裝在溫鹽躍層模擬水槽的上部中間位置；控溫控制箱分別與加熱棒、鹽度傳感器、下層溫度傳感器和上層溫度傳感器相連接，下層溫度傳感器和上層溫度傳感器分別給控溫控制箱提供控制信號；小型制冷機通過制冷管與溫鹽躍層模擬水槽相連接，制冷管插入到溫鹽躍層模擬水槽上部；控溫控制箱通過下層溫度傳感器的輸出信號控制溫鹽躍層模擬水槽中的加熱棒的開關(guān)，控溫控制箱通過上層溫度傳感器的輸出信號控制小型制冷機的開關(guān)。
[0008]溫鹽躍層注水裝置由淡水水箱、引流管和注水海綿組成，所述淡水水箱、所述引流管、所述注水海綿依次連接；淡水水箱位于溫鹽躍層模擬水槽的側(cè)上方，便于淡水在重力作用下引流到注水海綿上面；注水海綿為圓盤形多孔狀結(jié)構(gòu)，便于淡水的吸收、擴散及懸浮在鹽水和淡水上面；引流管為柔軟的膠管結(jié)構(gòu)，可以自由彎曲，便于引流管隨著注水海綿上升而上升。
[0009]溫鹽躍層模擬水槽的槽體本身由壓蓋、水槽底座、躍層槽體和支撐柱組成；壓蓋安裝在躍層槽體的頂部；水槽底座安裝在躍層槽體底部，水槽底座采用耐鹽水腐蝕的不銹鋼材料制作；躍層槽體為圓筒狀結(jié)構(gòu)，躍層槽體采用透明狀的亞克力材料制作，便于對溫鹽躍層的直接觀察；支撐住位于躍層槽體的外側(cè)，用于對躍層槽體起到支撐保護作用，壓蓋與水槽底座之間通過支撐柱連接固定。
[0010]加熱棒內(nèi)嵌在水槽底座內(nèi)部，便于均勻加熱。
[0011]本發(fā)明所涉及的海洋溫鹽躍層模擬裝置在用于海洋溫鹽躍層的實驗室模擬仿真時，先在溫鹽躍層模擬水槽中放入一半體積的鹽水，通過鹽度傳感器獲得下層鹽水的鹽度，然后通過溫鹽躍層注水裝置來注入上層淡水，淡水水箱加滿淡水后放置在溫鹽躍層模擬水槽的上部，引流管的一端插入到注水海綿內(nèi)部后把注水海綿放置到下層鹽水的上面，注水海綿懸浮在上面，引流管的另一端與淡水水箱連接開始緩慢注入淡水，隨著淡水的緩慢注入，注水海綿隨著緩慢上升，當(dāng)上層淡水漫過溫鹽躍層模擬水槽中的制冷管后，停止注入淡水，取出引流管和注水海綿。啟動控溫控制箱來控制小型制冷機和加熱棒來實現(xiàn)上層淡水降溫和下層鹽水升溫，使得上層淡水和下層鹽水產(chǎn)生溫差。溫度穩(wěn)定后，在上層淡水和下層鹽水交界處，形成溫度和鹽度劇烈變化的海洋溫鹽躍層。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:通過設(shè)計海洋溫鹽躍層模擬裝置進行實驗室仿真，可以更直觀的觀察到海洋中溫鹽躍層的變化情況，節(jié)約大量成本，更方便實驗研宄。
【附圖說明】
[0013]圖1為目前溫鹽躍層測量方式示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的海洋溫鹽躍層模擬裝置示意圖。
[0015]圖中標(biāo)記說明:
[0016]1、調(diào)查船2、鋼纜絞車
[0017]3、船載投放式CTD4、注水裝置
[0018]5、淡水水箱6、引流管
[0019]7、注水海綿8、溫鹽躍層模擬水槽
[0020]9、壓蓋10、制冷管
[0021]11、支撐柱12、傳感器連接線
[0022]13、上層淡水14、小型制冷機
[0023]15、躍層槽體16、控溫控制箱
[0024]17、下層鹽水18、加熱棒
[0025]19、大電流電纜20、水槽底座
[0026]21、鹽