温差注水装置以及自沉浮式剖面观测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种温差注水装置，其包括第一单向阀、第二单向阀、热胀冷缩材料以及仓体；其中，仓体上开设有分别与仓体内部空间相贯通的海水入口和海水出口，第一单向阀设置在海水入口上，第二单向阀设置在海水出口上；第二单向阀的介质流向设置成由仓体的内部空间流向海水出口；热胀冷缩材料设置在仓体的内部空间。本发明专利技术通过利用“海水的温度随着深度的增加而降低”这一天然条件，利用温度差来驱动热胀冷缩材料膨胀或收缩，以改变仓体内部空间的压强，同时通过第一单向阀和第二单向阀的配合，以达到注入或排水的功能，从而补充因上浮需要而释放排出的气源的质量，保证了整个测量设备的密度不变，具有设计巧妙，结构简单的特点。

【技术实现步骤摘要】
温差注水装置以及自沉浮式剖面观测装置
本专利技术涉及一种温差注水装置。
技术介绍
ARGO浮标是一种用于检测海洋相关数据的测量设备，也叫剖面自动循环探测仪，ARGO浮标通过液压活塞泵把油注入或吸入位于浮标底部的外部皮囊来改变整体体积，通过改变浮标的整体密度，来上升或者沉入在不同深度海域中，液压活塞泵通常采用电池作为工作动力源，那么废弃后的ARGO浮标会产生电池污染；为了减少电池对海水的污染，现有的部分测量设备采用气源作为上升的动力源，但是随着气源的流失，整个测量设备的质量会减少，那么也就降低了整个测量设备的密度，导致测量设备不能再次下潜到预定深度的海域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种温差注水装置，解决上述现有技术问题中的一个或多个。根据本专利技术的一个方面，提供一种温差注水装置，包括第一单向阀、第二单向阀、热胀冷缩材料以及仓体；其中，仓体上开设有分别与仓体内部空间相贯通的海水入口和海水出口，第一单向阀设置在海水入口上，第二单向阀设置在海水出口上；第一单向阀的介质流向设置成由海水入口流向仓体的内部空间；第二单向阀的介质流向设置成由仓体的内部空间流向海水出口；热胀冷缩材料设置在仓体的内部空间。这样，初始时，将本装置安装在测量设备上，且将海水出口与测量设备上的一密闭容纳腔室相连通，由于海水的温度是随着深度的增加而降低的，当测量设备载着本温差注水装置下潜时，设置在仓体的内部空间的热胀冷缩材料的体积逐渐缩小，相应地仓体的内部空间产生负压，由于第一单向阀的介质流向设置成由海水入口流向仓体的内部空间，第二单向阀的介质流向设置成由仓体的内部空间流向海水出口，那么所产生的负压驱动第一单向阀打开，而此时第二单向阀仍处于闭合状态，海水从海水入口通过第一单向阀进入到仓体的内部空间，使得整个测量设备的重量增加，相应地增加了整个测量设备的密度值；同时当测量设备释放气源，来通过减小密度实现上浮后，那么随着所处海域深度的上升，温度逐渐升高，设置在仓体的内部空间的热胀冷缩材料的体积逐渐增大，相应地仓体的内部空间内的压强逐渐增大，由于第一单向阀的介质流向设置成由海水入口流向仓体的内部空间，第二单向阀的介质流向设置成由仓体的内部空间流向海水出口，那么所增大的压强驱动第二单向阀打开，而此时第一单向阀则切换为闭合状态，之前被吸入到仓体的内部空间的海水从海水出口通过第二单向阀排挤到测量设备上的一密闭容纳腔室内部，这部分海水补充了此前被释放出去的气源的质量，那么也就保证了整个测量设备的密度不变或者不减小，如此循环吸入适量比例的海水来补充因上浮需要而释放排出的气源的质量，保证了整个测量设备的密度不变或者不减小，以便能多次下潜到预定深度的海域。本专利技术通过利用“海水的温度随着深度的增加而降低”这一天然条件，利用温度差来驱动热胀冷缩材料膨胀或收缩，以改变仓体内部空间的压强，同时通过第一单向阀和第二单向阀的配合，以达到注入或排水的功能，从而补充因上浮需要而释放排出的气源的质量，保证了整个测量设备的密度不变或者不减小，具有设计巧妙，结构简单的特点。根据本专利技术的另个一个方面，提供了一种自沉浮式剖面观测装置，其包括温差注水装置、压缩气瓶、储气单元、第一电磁阀、第二电磁阀、密闭容纳腔室以及控制系统；其中，压缩气瓶设有与压缩气瓶内相通的第一通气口，第一电磁阀设置在第一通气口上；储气单元与压缩气瓶连接设置，储气单元设有储气空间，储气空间与第一通气口连通设置，储气单元上开设有分别与储气空间相通的第二通气口和开口，第二电磁阀设置在第二通气口上；且第二通气口和开口沿着重力势能方向由高到低依次排布；第一电磁阀和第二电磁阀均与控制系统电信号连接；温差注水装置的海水出口与密闭容纳腔室相连通。工作过程，预先将压缩气瓶充满压缩气体；初始状态时，第一电磁阀和第二电磁阀均处于闭合状态，将本装置放入到海水中，由于第二通气口被第二电磁阀控制闭合，空气被锁存在储气空间内，储气单元提供浮力，压缩气瓶自身的重力驱动压缩气瓶调整到储气单元的下方位置，即使整个装置形成浮心在上，重心在下的状态；然后控制系统指令第二电磁阀处于导通状态，第二通气口与储气单元的储气空间导通，由于第二通气口和开口沿着重力势能方向由高到低依次排布，海水从开口进入到储气空间内，同时空气从第二通气口被排挤出去，储气单元的浮力消失，自沉浮式剖面观测装置载着温差注水装置下沉，即整个装置开始下沉，由于海水的密度会随着深度的增加而增大，直到整个装置下潜到预设深度的海域(可预先根据所想要达到的深度通过计算来设计整个装置的密度)，该预设深度的海域的密度与整个装置的密度相等，整个装置停止下沉；在装置下沉的过程中，通过搭载的仪器设备来工作(例如采集海洋信息)，当工作完成后，控制系统指令第一电磁阀处于导通状态，同时控制第二电磁阀处于关闭状态，即将第二通气口关闭，压缩气体从压缩气瓶内由第一通气口喷灌到储气单元的储气空间内，同时将海水从开口排出，储气空间内重新灌满空气，储气单元的浮力恢复，由于储气单元与压缩气瓶连接设置，储气单元带着整个装置上浮到海平面上，然后使用者将本装置回收；本装置由于采用压缩气体作为上浮的动力源，即使废弃到海洋中也不会对环境产生额外污染；此外，由于压缩气瓶内充满了高压的压缩气体，使得本装置可以抵消部分海水压强，减少了对耐压性能的设计要求，具有结构简单、制造成本低的特点。此外，由于温差注水装置可以通过吸入适量比例的海水来补充因上浮需要而释放排出的气源的质量，保证了整个自沉浮式剖面观测装置的密度不变或者不减小，以便能多次下潜到预定深度的海域。在一些实施方式中，还包括测量模块、第一压强传感器和第二压强传感器；其中，测量模块设置成采集第一压强传感器和第二压强传感器的数值，测量模块与控制系统电信号连接；第一压强传感器设置监测压缩气瓶内的压强，第二压强传感器设置监测海水的压强。这样，随着本装置的下潜，本装置所处海域的压强也会逐渐增大，第二压强传感器将检测的海水压强数值实时传递给测量模块，同时第一压强传感器将检测的压缩气瓶内的瓶内压强数值实时传递给测量模块，测量模块对比这两个数值，如果海水压强数值趋近于瓶内压强数值时，测量模块发送指令给控制系统，控制系统指令第一电磁阀处于导通状态，同时控制第二电磁阀处于关闭状态，即将第二通气口关闭，压缩气体从压缩气瓶内由第一通气口喷灌到储气单元的储气空间内，同时将海水从开口排出，储气空间内重新灌满空气，储气单元的浮力恢复，由于储气单元与压缩气瓶连接设置，储气单元带着整个装置上浮到海平面上；避免本装置下潜到海水压强大于瓶内压强的海域，以防气体由于压强过小不能将水从储气空间内排除，从而规避了本装置不能上浮的风险。在一些实施方式中，还包括第三电磁阀和深度监测单元；第三电磁阀设置在海水入口上；第三电磁阀和深度监测单元均与控制系统电信号连接。这样，随着多次使用，压缩气瓶内的气体逐渐消耗，本装置的重力逐渐减轻，相应地本装置的密度逐渐变小，由于海水的密度是随着深度逐渐增大的，那么本装置的下潜深度会逐渐变浅；当深度监测单元监测到本装置的深度变化停止后(说明本装置已经达到极限下潜深度)，深度监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.温差注水装置，其特征在于，包括第一单向阀、第二单向阀、热胀冷缩材料以及仓体；/n其中，所述仓体上开设有分别与仓体内部空间相贯通的海水入口和海水出口，所述第一单向阀设置在所述海水入口上，所述第二单向阀设置在所述海水出口上；/n所述第一单向阀的介质流向设置成由所述海水入口流向所述仓体的内部空间；所述第二单向阀的介质流向设置成由所述仓体的内部空间流向所述海水出口；/n所述热胀冷缩材料设置在所述仓体的内部空间。/n

【技术特征摘要】
1.温差注水装置，其特征在于，包括第一单向阀、第二单向阀、热胀冷缩材料以及仓体；
其中，所述仓体上开设有分别与仓体内部空间相贯通的海水入口和海水出口，所述第一单向阀设置在所述海水入口上，所述第二单向阀设置在所述海水出口上；
所述第一单向阀的介质流向设置成由所述海水入口流向所述仓体的内部空间；所述第二单向阀的介质流向设置成由所述仓体的内部空间流向所述海水出口；
所述热胀冷缩材料设置在所述仓体的内部空间。


2.自沉浮式剖面观测装置，其特征在于，包括权利要求1所述的温差注水装置、压缩气瓶、储气单元、第一电磁阀、第二电磁阀、密闭容纳腔室以及控制系统；
其中，所述压缩气瓶设有与压缩气瓶内相通的第一通气口，所述第一电磁阀设置在所述第一通气口上；
所述储气单元与所述压缩气瓶连接设置，储气单元设有储气空间，所述储气空间与所述第一通气口连通设置，所述储气单元上开设有分别与所述储气空间相通的第二通气口和开口，所述第二电磁阀设置在所述第二通气口上；且所述第二通气口和所述开口沿着重力势能方向由高到低依次排布；
所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均与所述控制系统电信号连接；
所述温差注水装置的所述海水出口与所述密闭容纳腔室相连通。


3.根据权利要求2所述的自沉浮式剖面观测装置，其特征在于，还包括测量模块、第一压强传感器和第二压强传感器；
其中，所述测量模块设置成采集所述第一压强传感器和第二压强传感器的数值，测量模块与...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩广辉，尚晓东，周生启，谢晓辉，郭双喜，樊江燕，李园园，
申请(专利权)人：广州欧纳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44