一种海洋监测传感器动态特性测试平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种海洋监测传感器动态特性测试平台，包括水槽，上层水温控制系统，下层水温控制系统，传感器运动吊装系统，跃层界面拍摄系统等部分。水槽体分为上下两个区域，上部为A区，下部为B区，在每个区都有一套控温系统，传感器运动吊装系统确保待测传感器按照设定的下放速度运动。跃层界面拍摄系统主要是用来确定跃层的位置以及跃层的厚度，在传感器特性分析时更为精确和客观评价。该测试平台主要是基于双扩散原理来实现，可以在不需要外部温度干预的情况下，维持既定的温场达一周左右时间，如果对其进行加热制冷等温度干预，可以维持的温度梯度时间更长。该装置的主要作用是用来测试海洋监测传感器的动态特性。

A testing platform for dynamic characteristics of ocean monitoring sensors

The utility model discloses a dynamic testing platform for ocean monitoring sensors, including a water tank, an upper layer water temperature control system, a lower level water temperature control system, a sensor movement hoisting system, a thermocline interface shooting system, and some other parts. The water tank body is divided into two parts: the upper and lower parts, the upper part is the A area, the lower part is the B area. In each area, there is a temperature control system. The sensor movement lifting system ensures the sensor to move according to the set down speed. The thermocline interface shooting system is mainly used to determine the position of the jump layer and the thickness of the leap layer. It is more accurate and objective in the analysis of the characteristics of the sensor. The test platform is mainly based on the double diffusion principle. It can maintain the established temperature field for a week or so without the need of external temperature intervention. If it is heated and cooled, the temperature gradient can be maintained for a longer time. The main function of the device is to test the dynamic characteristics of the ocean monitoring sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种海洋监测传感器动态特性测试平台
本技术涉及到海洋监测传感器测试领域，具体来说，是一种针对传感器的动态特性进行测试的平台设备。
技术介绍
海洋监测传感器在海洋调查、海洋科学研究等方面有巨大的应用。随着对海洋越来越深入的研究，海洋监测传感器的应用场景除了静态测量，更多的是用在一种动态环境中，比如海洋剖面测量，拖曳式，走航式测量等。而在动态环境以及运动平台测量时，由于环境的变化以及平台运动，传感器是否能够及时准确的反映其所处位置的物理量变化对保证真实可靠的测量非常重要。特别是在实际的海洋环境中，会有一些温度梯度和盐度梯度较大的情况，此时，在较小的深度范围内，温度和盐度会有剧烈的变化。如果所采用的海洋监测传感器动态特性不好，响应时间很长，反应很慢，那么对于这种精细化的海洋结构，此类传感器就没有办法真实测量出实际的海洋物理量，不能真实的反应真实的海洋结果，为此，对于，海洋监测传感器的动态特性测试十分重要。常规的用于测试海洋监测传感器的控温水槽，只能实现对海洋监测传感器的静态特性测试，比如，准确度，重复性等，对传感器的动态特性无法考察，从而带来其在实际动态海洋环境下以及运动平台上无法实现真实测量的问题。现有技术中也出现了能够动态测试的平台,但该动态测试平台主要是横向设置，在水槽体中间设置一个隔板，来隔绝两个区域的水体，分别调节控制各自区域的水体温度值，来达到实现温度梯度的目的。但是该方法由于物理隔板的存在，隔板必然存在一定的厚度，使得跃层厚度较大，且由于隔板频繁的开启和关闭，使得左右两侧的水体混合较快，有效试验次数大大减少，需要频繁的对左右两侧水体进行温度干预，也即是加热或制冷使其达到测试条件。
技术实现思路
针对上述不足，本技术提出一种海洋监测传感器动态特性测试平台，用来测量海洋监测传感器的动态特性，使得在实际应用中，可以根据不同的应用场合和平台速度，选择相适应的传感器。本技术的技术方案是这样实现的：一种海洋监测传感器动态特性测试平台，包括水槽槽体，水温控制系统，传感器运动吊装系统，跃层界面拍摄系统；所述水槽槽体分为上下两个区域，并基于双扩散原理进行注入，下层区域注入暖的海水，上层区域注入冷的淡水；每个区域都有一套水温控制系统，用来根据需要精确调节上下区域的水温；所述传感器运动吊装系统设置于水槽槽体顶部，包括调速器和驱动电机，通过调速器控制驱动电机，带动皮带轮来控制待测传感器以不同的速度下放；所述跃层界面拍摄系统包括跃层观察窗、跃层光源、反射镜、跃层照相机，所述水槽槽体的中部两侧对应开有所述跃层观察窗，一侧的跃层观察窗处设有所述反射镜，将所述跃层光源的光线反射至对应的另一侧跃层观察窗，所述另一侧跃层观察窗外设有所述跃层照相机，用来获取上下区域间水体跃层清晰的界面照片。帮助找到跃层的具体位置以及确定跃层的厚度。进一步的，所述传感器运动吊装系统设有用于放置待测传感器的拖体，所述待测传感器和拖体是配重设计，使得待测传感器有一个自由下落的终端速度，适度大于所需的测试速度。进一步的，所述传感器运动吊装系统在所述水槽槽体内垂直设有导柱，所述导柱将运动的待测传感器限制在其空间内活动。进一步的，所述水槽槽体下层区域的水温控制系统包括下层区域中部放置的监测水体的温盐传感器，以及紧贴在底面设有的可活动的金属圆垫；所述金属圆垫内置有电阻加热元件，该电阻加热元件通过泡沫材料与水槽槽体绝缘；所述温盐传感器和所述电阻加热元件都与外部温控箱连接。更进一步的，所述水槽槽体下层区域的水温控制系统还包括设于下层区域底部的两个大功率的快速加热器，用于当下层区域水体温度离设定温度温差较大时启动加热，所述快速加热器与外部温控箱连接。进一步的，所述水槽槽体上层区域的水温控制系统包括上层区域中部放置的监测水体的温盐传感器，以及由若干卷曲的铜管道组成的热交换器，所述热交换器连接制冷器以实现冷水循环，所述温盐传感器和所述制冷器都与外部温控箱连接。进一步的，所述水槽槽体设有若干水样采集孔，便于通过采集孔采集水样，然后用盐度计进行电导率测量。进一步的，所述水槽槽体的中部设有放水阀，当跃层出现不清晰现象或需要改变跃层生成位置时通过该阀门放水。进一步的，所述水槽槽体设有注入淡水的虹吸管系统。相对于现有技术，本技术的优点在于：本技术的结构主要是用于通过双扩散原理来实现上下层水体达到一定的温场均匀度和盐场均匀度，最终形成上下层水体各自独立的系统，天然的利用上下层水体的密度差值保持各自水体的均匀性，在界面处形成很薄的一层边界层，由此创建了一个温盐跃层效果，提供了一个阶跃的环境，使得该环境可以进行传感器的动态特性测试，该跃层厚度有限，基本可以达到1cm左右，甚至更薄。该跃层是基于物理中双扩散原理来实现的，是一个天然的屏障，减少了物理隔板的存在，使得跃层持续时间更长，恢复更便捷。本技术可以在不需要外部温度干预的情况下，维持既定的温场达一周左右时间，如果对其进行加热制冷等温度干预，可以维持的温度梯度时间更长。基于上述效果，使用本技术进行海洋监测传感器的动态特性测试，可以帮助人们在实际应用中，根据不同的应用场合和平台速度，选择相适应的传感器，从而解决现有的一些控温水槽，只能实现对海洋监测传感器的静态特性测试，比如，准确度，重复性等，对传感器的动态特性无法考察，带来其在实际动态海洋环境下以及运动平台上无法实现真实测量的问题。附图说明图1是本技术的结构示意图。其中：1、水槽槽体；2、海水；3、淡水；4、支架；5、调速器；6、驱动电机；7、皮带轮；8、拖体；9、待测传感器；10、热交换器；11、上层区域温盐传感器；12、底座；13、加热器；14、下层区域温盐传感器；15、快速加热器；16、跃层光源；17、反射镜；18、跃层照相机；19、跃层观察窗；20、水样采集孔；21、中部放水阀；22、底部观察窗；23、底部放水阀；24、导柱。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1所示，本技术涉及一种海洋监测传感器动态特性测试平台，该平台包括水槽，上层水温控制系统，下层水温控制系统，传感器运动吊装系统，跃层界面拍摄系统等部分。水槽槽体1是一个4.7米深的圆柱体，直径91.4厘米，壁厚2.54厘米，材质为钛材。在水槽的顶部是一个高出地面3.6米的2.5米*2.5米胶合板甲板的工作平台。有一个金属楼梯和活板门。当水箱是空的时候可以通过重型叉车搬动水槽/平台装置。水槽体分为上下两个区域，上部为A区，下部为B区，基于双扩散原理，下层注入暖的海水2，上层注入冷的淡水3，注水过程如下:首先，外接自来水管直接注水，当水位到达一定限位时，停止注水，然后倒入进行计算得出来的盐，搅拌均匀，得到下层盐水；为了更为细致的区分上下层水体，可在下层水体里倒入一定量的红墨水，加入颜色区分；在注入上层水的时候需要注意，不能外接水管直接注水，以防水的下降势能很大，破坏下层水体，在此时，在下层水体上表面铺一层海绵，然后将外接水管插入到海绵内部，开启非常小的水流，以保证在两层水体的界面处不造成很大的混合，随着水流的注入，水面慢慢抬高，海绵也慢慢升起，此时可以清晰的看到，红色的盐水和上层透明色的淡水的分界层；当上层淡水深度达到50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋监测传感器动态特性测试平台，其特征在于，包括水槽槽体，水温控制系统，传感器运动吊装系统，跃层界面拍摄系统；所述水槽槽体分为上下两个区域，并基于双扩散原理进行注入，下层区域注入暖的海水，上层区域注入冷的淡水；每个区域都有一套水温控制系统，用来根据需要精确调节上下区域的水温；所述传感器运动吊装系统设置于水槽槽体顶部，包括调速器和驱动电机，通过调速器控制驱动电机，带动皮带轮来控制待测传感器以不同的速度下放；所述跃层界面拍摄系统包括跃层观察窗、跃层光源、反射镜、跃层照相机，所述水槽槽体的中部两侧对应开有所述跃层观察窗，一侧的跃层观察窗处设有所述反射镜，将所述跃层光源的光线反射至对应的另一侧跃层观察窗，所述另一侧跃层观察窗外设有所述跃层照相机，用来获取上下区域间水体跃层清晰的界面照片，帮助找到跃层的具体位置以及确定跃层的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种海洋监测传感器动态特性测试平台，其特征在于，包括水槽槽体，水温控制系统，传感器运动吊装系统，跃层界面拍摄系统；所述水槽槽体分为上下两个区域，并基于双扩散原理进行注入，下层区域注入暖的海水，上层区域注入冷的淡水；每个区域都有一套水温控制系统，用来根据需要精确调节上下区域的水温；所述传感器运动吊装系统设置于水槽槽体顶部，包括调速器和驱动电机，通过调速器控制驱动电机，带动皮带轮来控制待测传感器以不同的速度下放；所述跃层界面拍摄系统包括跃层观察窗、跃层光源、反射镜、跃层照相机，所述水槽槽体的中部两侧对应开有所述跃层观察窗，一侧的跃层观察窗处设有所述反射镜，将所述跃层光源的光线反射至对应的另一侧跃层观察窗，所述另一侧跃层观察窗外设有所述跃层照相机，用来获取上下区域间水体跃层清晰的界面照片，帮助找到跃层的具体位置以及确定跃层的厚度。2.根据权利要求1所述的一种海洋监测传感器动态特性测试平台，其特征在于，所述传感器运动吊装系统设有用于放置待测传感器的拖体，所述待测传感器和拖体是配重设计，使得待测传感器有一个自由下落的终端速度，适度大于所需的测试速度。3.根据权利要求1或2所述的一种海洋监测传感器动态特性测试平台，其特征在于，所述传感器运动吊装系统在所述水槽槽体内垂直设有导柱，所述导柱将运动的待测传感器限制在其空间内活动。4.根据权利要求1所述的一种海洋监测传感器动态特性测试平台，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雨，廖和琴，王磊，高坤，
申请(专利权)人：国家海洋技术中心，
类型：新型
国别省市：天津,12