一种外置方位海流观测浮标制造技术

本实用新型专利技术公开了一种外置方位海流观测浮标，包括浮标体、ADCP海流计、上层平台、方位传感器和控制系统；在浮标体的甲板上形成有第一方位标识，ADCP海流计安装在仪器井的井架上，其自身坐标系的Y轴方向与第一方位标识的方向一致；上层平台竖立在板上，顶面形成有与第一方位标识同向的第二方位标识；方位传感器安装在上层平台的顶面，其北向与第二方位标识的方向一致；控制系统内置于浮标体中，用于控制ADCP海流计发射声波，并采集方位传感器输出的方位数据和ADCP海流计输出的流速数据。本实用新型专利技术利用外置的方位传感器代替ADCP海流计内置的磁罗盘观测浮标体的方位，由此可以为海流观测提供准确的方位数据，实现海流观测。实现海流观测。实现海流观测。

【技术实现步骤摘要】
一种外置方位海流观测浮标


[0001]本技术属于海洋环境观测设备
，具体地说，是涉及一种海流观测用浮标。

技术介绍

[0002]海洋调查中，海流观测是海洋水文观测中的一项重要要素，不仅可以为海洋科学研究提供重要的基础参数，而且可以为海洋工程建设、海洋石油开发、海洋水产养殖、海上安全防务等领域提供所需依据的重要海洋水文数据。因此，如何提高海流观测资料的可靠性，是众多海洋学家、工程技术人员所关注的一项重要课题。
[0003]声学多普勒剖面海流计（ADCP）是目前常用的海流剖面观测仪器，它基于多普勒频移原理，可以进行海水剖面流速和流向的观测。基于浮标和ADCP海流计的海流剖面观测技术，是目前常用的海流定点、长期、连续、现场、实时观测的技术方案，相对于船载调查，其可以提供全天候常年实时观测数据；相对于卫星遥感观测，其观测数据的准确度更高；相对于潜标和海床基观测，其浮标所需用电可以由太阳能等自然能源实时补给，海上在位观测时间长。因此，基于浮标和ADCP海流计的海流剖面观测方式，具有其独特的优势。
[0004]在基于浮标和ADCP海流计的海流剖面观测技术中，目前都是利用ADCP海流计直接采集输出流速数据和方位数据，其中，方位数据是由ADCP海流计中内置的磁罗盘采集输出的。而现有的浮标体多为钢制结构或采用钢制骨架，这些钢制材料会对海流计内置的磁罗盘产生磁性干扰，导致海流计方位检测不准确，进而影响海流观测结果的准确度。
[0005]现阶段，解决上述问题的方法之一是让ADCP海流计尽量远离浮标体，以尽可能地降低浮标体的铁磁性对海流计内部磁罗盘产生的影响。由前期研究发现，距离浮标体一米以上，铁磁性影响基本可以忽略不计。因而，在目前的很多浮标上，会在浮标体1的钢制仪器井4的底部安装一个无磁支架2，如图2所示。所述无磁支架2位于仪器井4的外部且竖直向下延伸。将海流计3安装在无磁支架2的底部，距离仪器井4一米以上，这样便可有效降低浮标体1的铁磁性对海流计3中的磁罗盘造成的干扰影响。但是，采用这种结构的浮标体1在海上运行的过程中，海流计3很容易被渔网、流绳等外物缠绕、破坏。另外，海流计3中的磁罗盘在长时间使用后，仍然存在被浮标体1磁化的现象，因此，仍然存在影响海流观测数据质量的问题。
[0006]另外一种方法是定期对海流计中的磁罗盘进行校正，例如，定期将磁罗盘转移至无磁环境中进行自差校准。但是，这种方法对于长期无人值守的浮标设备来说，显然是难以实现的。

技术实现思路

[0007]本技术针对ADCP海流计中的磁罗盘易受浮标体上的钢制材料磁化影响，而导致方位检测不准确的问题，提出了一种将方位传感器外置的海流观测浮标，利用外置的方位传感器代替ADCP海流计内置的磁罗盘，来观测浮标体的方位，以此为海流观测提供准确
的方位数据。
[0008]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案予以实现：
[0009]一种外置方位海流观测浮标，包括浮标体、ADCP海流计、上层平台、方位传感器和控制系统；其中，所述浮标体的顶面为甲板，甲板上形成有第一方位标识；在浮标体上开设有上下贯通的仪器井，仪器井中安装有井架；所述ADCP海流计安装在所述井架上，其自身坐标系的Y轴方向与所述第一方位标识的方向一致；所述上层平台由无磁材料制成，竖立在所述甲板上，其顶面所在位置超出了所述浮标体中的钢制结构所产生的磁性影响范围；在所述上层平台的顶面形成有第二方位标识，所述第二方位标识与所述第一方位标识同向；所述方位传感器安装在所述上层平台的顶面，其北向与所述第二方位标识的方向一致；所述控制系统内置于所述浮标体中，用于控制所述ADCP海流计发射声波，并采集所述方位传感器检测输出的方位数据以及所述ADCP海流计检测输出的流速数据。
[0010]在本申请的一些实施例中，优选设计所述上层平台的顶面距离甲板的高度为10米或以上，以确保安装在上层平台顶面的方位传感器能够完全脱离开浮标体中的钢制结构所能产生的磁性影响范围，从而获得准确的方位数据。
[0011]在本申请的一些实施例中，为了使ADCP海流计自身坐标系的Y轴方向能够与甲板上形成的第一方位标识同向，可以在所述浮标体的甲板上安装一个仪器井法兰盘，并将所述仪器井法兰盘正对所述仪器井的井口；然后，在所述仪器井法兰盘的相对两侧分别安装一个定位销，两个定位销的连线应与甲板上形成的第一方位标识共线或同向；同时，在所述仪器井法兰盘的另外相对两侧分别开设一个安装孔，两个安装孔的连线应与所述两个定位销的连线垂直；然后，在所述井架的上部安装法兰，在所述法兰的相对两侧分别开设一个定位销孔，法兰的另外相对两侧分别开设一个装配孔；其中，两个定位销孔与所述仪器井法兰盘上的两个定位销的位置彼此对应且装配，两个装配孔与所述仪器井法兰盘上的两个安装孔的位置彼此对应且装配，这样便可保证法兰上的两个定位销孔的连线能够与所述的第一方位标识同向。然后，在所述井架上安装海流计安装板，并使海流计安装板的安装面与所述法兰上的两个定位销孔的连线垂直；同时，在海流计安装板上安装垂直于其安装面的定位销，这样在将所述ADCP海流计安装在所述海流计安装板上，并将ADCP海流计的定位孔与所述海流计安装板上的定位销对准插装后，便可实现ADCP海流计自身坐标系的Y轴方向与所述第一方位标识同向。
[0012]在本申请的一些实施例中，优选设计所述井架为三棱柱框架式结构，并使其一个棱面与所述法兰上的两个定位销孔的连线垂直，将海流计安装板安装在所述棱面上，由此便可实现海流计安装板的安装面与所述法兰上的两个定位销孔的连线垂直。
[0013]在本申请的一些实施例中，为了简化海流计在安装板上的装配操作，可以在所述海流计安装板的安装面上安装上下两个海流计安装卡子，将ADCP海流计的上下两端分别卡装在所述上下两个海流计安装卡子上，然后调整ADCP海流计的角度，使其定位孔与海流计安装板上的定位销对准插装，即可完成ADCP海流计在安装板上的装配定位，操作简单，效率高。
[0014]在本申请的一些实施例中，为了使海流计安装板能够适应不同长度的ADCP海流计，可以在所述海流计安装板上开设至少三对上下平行的安装孔，将其中两对安装孔布设于海流计安装板的上部，然后根据海流计的实际长度选择在其中一对安装孔上安装一个海
流计安装卡子，将另外一对安装孔布设于海流计安装板的下部，其上安装另外一个海流计安装卡子，这样便可实现两个海流计安装卡子之间距离的调节，从而满足不同长度海流计的安装需求。
[0015]在本申请的一些实施例中，为了便于进行方向对准操作，优选将形成在所述浮标体的甲板上的第一方位标识指向仪器井，以使仪器井法兰盘上的两个定位销的连线能够与第一方位标识共线。仪器井法兰盘的方位确定后，井架和海流计安装板便可以仪器井法兰盘为基准定位。
[0016]在本申请的一些实施例中，优选将所述ADCP海流计安装在仪器井的内部，仅使海流计的声学探头露出井口，这样可以避免ADCP海流计被海水中的渔网、流绳等外物缠绕破坏，起到保护ADCP海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外置方位海流观测浮标，其特征在于，包括：浮标体，其顶面为甲板，甲板上形成有第一方位标识；在浮标体上开设有上下贯通的仪器井，仪器井中安装有井架；ADCP海流计，其安装在所述井架上，其自身坐标系的Y轴方向与所述第一方位标识的方向一致；上层平台，其由无磁材料制成，竖立在所述甲板上，其顶面所在位置超出了所述浮标体中的钢制结构所产生的磁性影响范围；在所述上层平台的顶面形成有第二方位标识，所述第二方位标识与所述第一方位标识同向；方位传感器，其安装在所述上层平台的顶面，其北向与所述第二方位标识的方向一致；控制系统，其内置于所述浮标体中，用于控制所述ADCP海流计发射声波，并采集所述方位传感器检测输出的方位数据以及所述ADCP海流计检测输出的流速数据。2.根据权利要求1所述的外置方位海流观测浮标，其特征在于，所述上层平台的顶面距离甲板的高度至少为10米。3.根据权利要求1所述的外置方位海流观测浮标，其特征在于，在所述浮标体的甲板上安装有仪器井法兰盘，所述仪器井法兰盘正对所述仪器井的井口；在所述仪器井法兰盘的相对两侧分别安装有一个定位销，两个定位销的连线与所述甲板上形成的第一方位标识共线或同向；在所述仪器井法兰盘的另外相对两侧分别开设一个安装孔，两个安装孔的连线与所述两个定位销的连线垂直；在所述井架的上部安装有法兰，在所述法兰的相对两侧分别开设有一个定位销孔，法兰的另外相对两侧分别开设有一个装配孔；两个所述定位销孔与所述仪器井法兰盘上的两个定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世萱，陈世哲，吴玉尚，万晓正，徐宇柘，闫星魁，张继明，宋苗苗，张曙伟，付晓，杨祥龙，郑珊珊，苗斌，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：新型
国别省市：