一种水下激光破冰装置及破冰方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下激光破冰装置及破冰方法，属于激光应用技术领域，其特征在于，至少包括：激光发射部，所述激光发射部包括载具、安装于载具上的激光器；工况参数获取部，所述工况参数获取部包括温度获取模块、光程获取模块、流速获取模块、海水密度获取模块和浑浊度获取模块；激光控制部，所述激光控制部接收工况参数获取部的参数，并根据预设的破冰时间和破冰量，进而控制激光器的发射功率P。本发明专利技术利用激光进行水下破冰，破冰过程不会对冰层本身产生较大的破坏，即不会对生态环境产生影响，获取的冰层具有较高的科学研究价值，同时噪声小，避免了惊扰海洋生物。

【技术实现步骤摘要】
一种水下激光破冰装置及破冰方法
本专利技术属于激光应用
，具体涉及一种水下激光破冰装置及破冰方法。
技术介绍
众所周知，北极有着连通欧洲、亚太、北美的最短航线，与传统航线相比可缩短三分之一的航运距离，因此北极航道的开通将改变世界航运格局，具有重要的政治和经济战略价值。北极航道与传统航道的最大区别在于北极70％的海域为厚厚的冰层覆盖，这种地理特征对于船舶的航行安全提出了更高的要求，而通过对极地海冰取样研究其物理特性及冰层微生物组成，对于探究极地海冰的生消演化规律和据此制定有效的极地通航安全措施具有重要的参考价值。近年来，北极气候环境变化对我国气候的影响日益显著，极地环境变化、极地资源勘探以及极地环境保护等已经成为极地研究的热点问题。在深入极地研究的过程中，掌握高质量、高精度的现场调查数据是工作开展的基础。在全球气候变暖的影响下，北极冰盖日益消融，北极在资源、交通及地缘战略等方面的价值日益凸显，逐渐成为国际社会关注的焦点，各国都在大力发展极地装备与技术。现有公开的水下破冰技术有：(1)机械切割。水下机械切割是利用铣刀、车刀等工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下激光破冰装置，其特征在于，至少包括：/n激光发射部，所述激光发射部包括载具(9)、安装于载具上的激光器；/n工况参数获取部，所述工况参数获取部包括温度获取模块、光程获取模块、流速获取模块、海水密度获取模块和浑浊度获取模块；/n激光控制部，所述激光控制部接收工况参数获取部的参数，并根据预设的破冰时间和破冰量，进而控制激光器的发射功率P，具体为：/n

【技术特征摘要】
1.一种水下激光破冰装置，其特征在于，至少包括：
激光发射部，所述激光发射部包括载具(9)、安装于载具上的激光器；
工况参数获取部，所述工况参数获取部包括温度获取模块、光程获取模块、流速获取模块、海水密度获取模块和浑浊度获取模块；
激光控制部，所述激光控制部接收工况参数获取部的参数，并根据预设的破冰时间和破冰量，进而控制激光器的发射功率P，具体为：



其中：η为激光通过海水的实际能量传输效率；R为反射系数；υ为切割速度；B为切缝宽度；ρ为海冰密度；t为切割厚度；c为冰的比热；ΔT为材料升温到熔化温度的温差；Lm为材料熔化潜热；f为汽化部分所占比例；Lv为材料汽化潜热。


2.根据权利要求1所述的水下激光破冰装置，其特征在于，所述载具(9)包括安装激光器的密封空腔，在所述载具(9)的上盖开设有N个透光材料制成的环形轨道(2)；在所述密封空腔内设置有带动激光器沿着环形轨道(2)运动的电机，所述激光器的激光发射口(1)位于环形轨道(2)的正下方；其中：N为大于0的自然数。


3.根据权利要求2所述的水下激光破冰装置，其特征在于，所述电机的输出轴上安装有转盘或者支架，在所述转盘或者支架上设置有安装激光器的M个卡具；M为大于0的自然数。


4.根据权利要求1所述的水下激光破冰装置，其特征在于，在所述载具(9)上设置有基准定位机构，所述基准定位机构包括电动升降杆(4)，所述电动升降杆(4)的下端与载具(9)上表面固定连接，所述电动升降杆(4)的上端安装有打孔激光器(3)；所述电动升降杆(4)上端部的侧壁开设有可伸缩钩爪(8)。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娜，许钊，张庆河，何小松，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12