浮标基海洋观测系统技术方案

本发明专利技术提供的浮标基海洋观测系统，包括水面浮标、系留机电缆、水体观测节点及海底观测节点，系留机电缆的两端分别连接所述水面浮标及所述海底观测节点，水体观测节点设置于所述系留机电缆的中间部位，水面浮标的能源经系留机电缆传输至水体观测节点及海底观测节点，水体观测节点将采集的水体数据及海底观测节点将采集的海底数据经系留机电缆传输至水面浮标，实现海底、水体、海表观测数据的实时回传，本申请提供的浮标基海洋观测系统可针对具体海洋现象和特定观测区域，完成从海底至海表的三维空间的多学科实时观测，并可结合任务需求进行回收、维护，重新布放在新的观测区域。

【技术实现步骤摘要】
浮标基海洋观测系统
本专利技术涉及海洋观测与监测领域，特别涉及一种浮标基海洋观测系统。
技术介绍
随着海洋水文监测及海底观测网技术的发展，海洋观测浮标、海底观测网在海洋观测、近海观测中的应用逐渐增多。现有浮标以海表观测为主，难以实现海底观测；海底观测网规划、施工周期长，以海底观测为主，运营、维护、成本高。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种兼具海表观测和海底观测的浮标基海洋观测系统。一种浮标基海洋观测系统，包括水面浮标、系留机电缆、水体观测节点及海底观测节点，所述系留机电缆的两端分别连接所述水面浮标及所述海底观测节点，所述水体观测节点设置于所述系留机电缆的中间部位，所述水面浮标的能源经所述系留机电缆传输至所述水体观测节点及海底观测节点，所述水体观测节点将采集的水体数据及所述海底观测节点将采集的海底数据经所述系留机电缆传输至所述水面浮标。在其中一些实施例中，所述水面浮标包括浮标架、太阳能板、浮标浮体、蓄电池、电子舱、浮标水密舱、浮体承重支架及浮标端法兰过渡件，所述浮标架、所述浮标水密舱及所述浮标端法兰过渡件固定在所述浮体承重支架上，所述太阳能板固定于所述浮标架上；所述蓄电池及电子舱安装在所述浮标水密舱的内部，所述过渡法兰盘的一侧固定于所述浮标承重支架的底部，另一侧连接所述系留机电缆。在其中一些实施例中，所述太阳能板可持续提供可再生能源，所述蓄电池储存所述能源，所述电子舱通过水密穿舱线缆与外部及所述系留机电缆信号连接。在其中一些实施例中，所述太阳能板选用4块或8块，所述蓄电池选用24VDC，所述浮标浮体采用高分子材料以提供储备浮力，所述浮标架选用不锈钢材料，用于固定所述浮标架、所述浮标水密舱及所述浮标端法兰。在其中一些实施例中，所述系留机电缆包括万向节、锚链、锚链法兰盘、锚链承重头、机电传输缆、橡胶外护套、橡胶内护套、橡胶外护套卡箍、橡胶内护套卡箍、承重螺母、销轴及系留机电缆端法兰过渡件，所述万向节为两个且分别位于所述系留机电缆与所述水面浮标的连接处及所述系留机电缆与所述海底观测节点的连接处，所述万向节与所述锚链法兰盘固定连接，所述锚链承重头与锚链通过销轴固定连接，所述锚链法兰盘通过所述承重螺母固定在所述锚链承重头上，所述锚链及锚链承重头的外部包覆所述橡胶内护套，所述橡胶内护套通过所述橡胶内护套卡箍固定在上述锚链承重头上，所述橡胶内护套的外部以螺旋线形式缠绕所述机电传输缆，所述机电传输缆的外部包覆橡胶外护套，所述橡胶外护套的两端通过所述橡胶外护套卡箍固定在所述锚链法兰盘上，所述水面浮标的系留力通过所述万向节依次传输至所述锚链法兰盘、锚链承重头及锚链。在其中一些实施例中，所述万向节包括两个万向节法兰盘、一个万向节十字轴及4个万向节轴套，所述十字轴的4个轴肩分别通过4个万向节轴套固定在所述两个万向节法兰盘的轴孔上。在其中一些实施例中，所述水体观测节点包括水体观测支架、水体观测电控水密舱、电控水密舱支架，所述水体观测电控水密舱固定于所述电控水密舱支架上，所述电控水密舱支架与所述水体观测支架固定连接，所述系留机电缆通过锚链法兰盘固定在所述水体观测支架上，所述机电传输缆通过水下接插件与水体观测电控水密舱连接，所述水体观测电控水密舱内的电子器件完成水体观测节点的数据采集/传输及直流降压，观测仪器固定在所述水体观测支架上通过水下接插件与水体观测电控水密舱连接。在其中一些实施例中，所述海底观测节点包括海底支架、海底耐压水密舱、海底耐压水密舱夹具、锚块、声学释放器、凯夫拉绳及绳盘架，其中：所述海底耐压水密舱夹具及所述声学释放器固定在所述海底支架上，所述海底耐压水密舱固定在所述海底耐压水密舱夹具上，所述锚块固定连接在所述海底声学释放器的下部，所述的凯夫拉绳缠绕在所述绳盘架上，所述凯夫拉绳的两侧末端，一端固定在所述海底支架上，一端固定在所述锚块上。在其中一些实施例中，所述锚块采用重力锚以实现了对水面浮标的系留；所述声学释放器将所述锚块从海底观测节点分离出来，所述锚块分离后海底观测节点在海底支架的储备浮力作用下，浮出水面；所述海底支架由多段无缝高强度铝管焊接而成，用于提供储备浮力。在其中一些实施例中，在所述水体观测节点及海底观测节点之间的系留机电缆上还设置有浮球，所述浮球包括浮球浮体及浮球承重架，所述浮球浮体固定在所述浮球承重架上，所述浮球承重架两端分别连接系留机电缆。本专利技术提供的浮标基海洋观测系统，包括水面浮标、系留机电缆、水体观测节点及海底观测节点，所述系留机电缆的两端分别连接所述水面浮标及所述海底观测节点，所述水体观测节点设置于所述系留机电缆的中间部位，所述水面浮标的能源经所述系留机电缆传输至所述水体观测节点及海底观测节点，所述水体观测节点将采集的水体数据及所述海底观测节点将采集的海底数据经所述系留机电缆传输至所述水面浮标，实现海底、水体、海表观测数据的实时回传，本申请提供的浮标基海洋观测系统可针对具体海洋现象和特定观测区域，完成从海底至海表的三维空间的多学科实时观测，并可结合任务需求进行回收、维护，重新布放在新的观测区域，是一种可迁移的固定海洋观测系统，对现有水面浮标、海底观测网观测技术进行有效的补充。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的浮标基海洋观测系统的结构装置示意图；图2为本专利技术实施例二提供的水面浮标的结构示意图；图3a为本专利技术实施例三提供的机电缆的结构示意图；图3b为本专利技术实施例三提供的万向节的结构示意图；图4为本专利技术实施例四提供的水体观测节点的结构示意图；图5a为本专利技术实施例五提供的海底观测节点的结构示意图；图5b为本专利技术实施例五提供的海底观测节点的局部结构放大示意图；图6为本专利技术实施例六提供的浮球的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浮标基海洋观测系统，其特征在于，包括水面浮标、系留机电缆、水体观测节点及海底观测节点，所述系留机电缆的两端分别连接所述水面浮标及所述海底观测节点，所述水体观测节点设置于所述系留机电缆的中间部位，所述水面浮标的能源经所述系留机电缆传输至所述水体观测节点及海底观测节点，所述水体观测节点将采集的水体数据及所述海底观测节点将采集的海底数据经所述系留机电缆传输至所述水面浮标。/n

【技术特征摘要】
1.一种浮标基海洋观测系统，其特征在于，包括水面浮标、系留机电缆、水体观测节点及海底观测节点，所述系留机电缆的两端分别连接所述水面浮标及所述海底观测节点，所述水体观测节点设置于所述系留机电缆的中间部位，所述水面浮标的能源经所述系留机电缆传输至所述水体观测节点及海底观测节点，所述水体观测节点将采集的水体数据及所述海底观测节点将采集的海底数据经所述系留机电缆传输至所述水面浮标。


2.如权利要求1所述的浮标基海洋观测系统，其特征在于，所述水面浮标包括浮标架、太阳能板、浮标浮体、蓄电池、电子舱、浮标水密舱、浮体承重支架及浮标端法兰过渡件，所述浮标架、所述浮标水密舱及所述浮标端法兰过渡件固定在所述浮体承重支架上，所述太阳能板固定于所述浮标架上；所述蓄电池及电子舱安装在所述浮标水密舱的内部，所述过渡法兰盘的一侧固定于所述浮标承重支架的底部，另一侧连接所述系留机电缆。


3.如权利要求2所述的浮标基海洋观测系统，其特征在于，所述太阳能板可持续提供可再生能源，所述蓄电池储存所述能源，所述电子舱通过水密穿舱线缆与外部及所述系留机电缆信号连接。


4.如权利要求3所述的浮标基海洋观测系统，其特征在于，所述太阳能板选用4块或8块，所述蓄电池选用24VDC，所述浮标浮体采用高分子材料以提供储备浮力，所述浮标架选用不锈钢材料，用于固定所述浮标架、所述浮标水密舱及所述浮标端法兰。


5.如权利要求4所述的浮标基海洋观测系统，其特征在于，所述系留机电缆包括万向节、锚链、锚链法兰盘、锚链承重头、机电传输缆、橡胶外护套、橡胶内护套、橡胶外护套卡箍、橡胶内护套卡箍、承重螺母、销轴及系留机电缆端法兰过渡件，所述万向节为两个且分别位于所述系留机电缆与所述水面浮标的连接处及所述系留机电缆与所述海底观测节点的连接处，所述万向节与所述锚链法兰盘固定连接，所述锚链承重头与锚链通过销轴固定连接，所述锚链法兰盘通过所述承重螺母固定在所述锚链承重头上，所述锚链及锚链承重头的外部包覆所述橡胶内护套，所述橡胶内护套通过所述橡胶内护套卡箍固定在上述锚链承重头上，所述橡胶内护套的外部以螺旋线形式缠绕所述机电传输缆，所述机电传输缆的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少伟，
申请(专利权)人：中国科学院深海科学与工程研究所，
类型：发明
国别省市：海南;46