一种温盐深仪测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种温盐深仪测量系统，属于深海检测技术领域，包括多个温盐深仪和上位机，温盐深仪用于检测待测海域的多个海洋区域的不同深度的水体电导率和温度，温盐深仪上设置有水中下沉用的磁性重块以及通电消磁模块，用于部署温盐深仪时下沉到海底，并用于分离磁性重块；上位机内设置有部署分配模块

【技术实现步骤摘要】
一种温盐深仪测量系统


[0001]本专利技术属于深海检测
，具体而言，涉及一种温盐深仪测量系统
。

技术介绍

[0002]为了监测和研究海洋变化
,
需要开展大规模的海洋观测
,
获取海洋各项参数的数据
。
而温盐深仪作为一种常用的海洋观测设备
,
可以同时测量不同水深处的温度和盐度
,
是海洋观测的重要装备
。
但是传统的温盐深仪设备存在布置不合理
、
定位不精确
,
无法回收等问题
,
限制了其应用
。
温盐深仪是海洋观测中一种常用的检测设备
,
它可以测量水体不同深度的温度与盐度，记录
CTD
剖面数据
,
为研究水体的热力和动力过程提供重要参数
。
目前记录
CTD
剖面数据，是在一根绳子上的不同位置各固定
CTD
，然后将其放入海里，多个
CTD
便可记录剖面数据；因为绳子比较长，固定的
CTD
比较多，打捞的时候比较困难；剖面数据覆盖不够完整，因为在深海中无法做到整个剖面全部放置
CTD。
[0003]由此可见，现有技术中存在温盐深仪布置不合理，无法测量不同深度的水体参数的情况，导致得到的待测海域的水体参数模型不够准确
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种温盐深仪测量系统，能够解决现有技术中存在温盐深仪布置不合理，无法测量不同深度的水体参数的情况，导致得到的待测海域的水体参数模型不够准确的技术问题
。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]本专利技术提供一种温盐深仪测量系统，其中，包括多个温盐深仪和上位机，所述多个温盐深仪用于检测待测海域的多个海洋区域的不同深度的水体电导率和温度，所述温盐深仪上设置有水中下沉用的磁性重块以及通电消磁模块，用于部署温盐深仪时下沉到海底，并用于分离磁性重块，使得温盐深仪缓慢上升并采集不同深度的水体电导率和温度参数；所述上位机内设置有部署分配模块
、
数据接收模块
、
数据分析模块以及设备追踪模块，所述部署分配模块用于根据待测海域的海洋参数确定每个温盐深仪的部署位置；所述数据接收模块用于利用卫星接收每个温盐深仪采集利用卫星转发的检测数据和温盐深仪定位数据；所述数据分析模块，用于根据全部温盐深仪采集的数据计算待测海域的全部位置的电导率和温度模型；所述设备追踪模块用于计算温盐深仪的当前位置，便于回收人员将温盐深仪回收
。
[0007]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种温盐深仪测量系统还可以做如下改进
:
[0008]其中，所述温盐深仪包括检测部
、
铝架和磁性重块三部分组成，所述铝架包裹在检测部外部，所述铝架底部通过通电消磁模块与所述磁性重块活动连接，所述铝架顶部设置有用于收纳的柔性纤维绳；所述检测部包括
CTD、
深海玻璃浮球
、
光信标以及卫星模块，其中，所述
CTD
悬挂在所述深海玻璃浮球底部，用于检测水深
、
水体电导率以及温度；所述光信标和所述卫星模块插入设置在所述深海玻璃浮球的顶部，所述深海玻璃浮球内设置有用于
连接
CTD
和光信标
、
卫星模块进行数据采集发送的中控芯片；所述中控芯片和所述通电消磁模块电连接，并控制通电消磁模块通电与断电，当所述通电消磁模块不通电时，所述通电消磁模块具有磁性，且与所述磁性重块相吸；所述通电消磁模块通电时被消磁，无法吸起所述磁性重块
。
[0009]其中，所述部署分配模块用于执行以下步骤：
[0010]收集待测海域的相关海洋参数，记为第一海洋参数；
[0011]根据第一海洋参数建立待测海域的流体力学模型，记为第一海洋模型；
[0012]根据第一海洋模型确定部署参数，包括每个温盐深仪的具体部署位置以及采集时刻；
[0013]将部署参数发送给工作人员
。
[0014]进一步的，所述数据分析模块用于执行以下步骤：
[0015]获取每个温盐深仪的采集数据，包括三维位置
、
采集时刻
、
水体电导率和温度；
[0016]根据采集数据将所建立的第一海洋模型转化为第一水体电导率温度模型，用于表征待测海域的水体电导率和温度；
[0017]获取相邻海域的海洋参数记为第二海洋参数；
[0018]将第一水体电导率温度模型转化为第二水体电导率温度模型，用于表征相邻海域的水体电导率和温度
。
[0019]进一步的，所述设备追踪模块用于执行以下步骤：
[0020]获取当前可与上位机通信的全部温盐深仪的坐标；
[0021]获取丢失的温盐深仪的最后通信坐标；
[0022]获取最后通信坐标所处海域的相关海洋参数，记为第三海洋参数；
[0023]根据第三海洋参数建立最后通信坐标所处海域的流体学动力模型，记为第二海洋模型；
[0024]根据最后通信坐标以及对应的最后通信时刻，利用所述第二海洋模型计算所述丢失的温盐深仪的当前坐标，并发送给工作人员
。
[0025]进一步的，所述建立待测海域的流体力学模型采用的基本模型为纳维
‑
斯托克斯方程；所述根据第一海洋模型确定部署参数的步骤为：
[0026]将待测海域划分为若干个小区域；
[0027]定义覆盖函数用于表示温盐深仪覆盖小区域的效果；
[0028]定义目标函数用于表示所有小区域的覆盖效果之和；
[0029]采用启发式算法求解覆盖函数，找到使目标函数值最大的部署方式作为确定的部署参数
。
[0030]进一步的，所述根据采集数据将所建立的第一海洋模型转化为第一水体电导率温度模型的步骤，具体包括：
[0031]收集温盐深仪在各点位获得的水温
、
电导率以及对应的三维坐标和时间数据；
[0032]将点位数据映射到第一海洋模型的计算网格上
,
获取对应网格点的模型结果；
[0033]建立温度与模型温度
、
电导率与模型盐度的映射关系；
[0034]利用映射关系
,
将第一海洋模型中的温度和盐度结果映射为水体温度和电导率的分布；
[0035]对映射结果进行验证
,
如果偏差过大则修改映射关系
,
直至验证通过，得到第一水体电导率温度模型
。
[0036]进一步的，所述根据第三海洋参数建立最后通信坐标所处海域的流体学动力模型的步骤，具体包括：
[0037]根据第三海洋参数，建立基本海洋模型；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种温盐深仪测量系统，其特征在于，包括多个温盐深仪和上位机，所述多个温盐深仪用于检测待测海域的多个海洋区域的不同深度的水体电导率和温度，所述温盐深仪上设置有水中下沉用的磁性重块以及通电消磁模块，用于部署温盐深仪时下沉到海底，并用于分离磁性重块，使得温盐深仪缓慢上升并采集不同深度的水体电导率和温度参数；所述上位机内设置有部署分配模块
、
数据接收模块
、
数据分析模块以及设备追踪模块，所述部署分配模块用于根据待测海域的海洋参数确定每个温盐深仪的部署位置；所述数据接收模块用于利用卫星接收每个温盐深仪采集利用卫星转发的检测数据和温盐深仪定位数据；所述数据分析模块，用于根据全部温盐深仪采集的数据计算待测海域的全部位置的电导率和温度模型；所述设备追踪模块用于计算温盐深仪的当前位置，便于回收人员将温盐深仪回收
。2.
根据权利要求1所述的一种温盐深仪测量系统，其特征在于，所述温盐深仪包括检测部
、
铝架
(12)
和磁性重块
(20)
三部分组成，所述铝架
(12)
包裹在检测部外部，所述铝架
(12)
底部通过通电消磁模块
(11)
与所述磁性重块
(20)
活动连接，所述铝架
(12)
顶部设置有用于收纳的柔性纤维绳
(13)
；所述检测部包括
CTD(14)、
深海玻璃浮球
(15)、
光信标
(16)
以及卫星模块
(17)
，其中，所述
CTD(14)
悬挂在所述深海玻璃浮球
(15)
底部，用于检测水深
、
水体电导率以及温度；所述光信标
(16)
和所述卫星模块
(17)
插入设置在所述深海玻璃浮球
(15)
的顶部，所述深海玻璃浮球
(15)
内设置有用于连接
CTD(14)
和光信标
(16)、
卫星模块
(17)
进行数据采集发送的中控芯片；所述中控芯片和所述通电消磁模块
(11)
电连接，并控制通电消磁模块
(11)
通电与断电，当所述通电消磁模块
(11)
不通电时，所述通电消磁模块
(11)
具有磁性，且与所述磁性重块
(20)
相吸；所述通电消磁模块
(11)
通电时被消磁，无法吸起所述磁性重块
(20)。3.
根据权利要求1所述的一种温盐深仪测量系统，其特征在于，所述部署分配模块用于执行以下步骤：收集待测海域的相关海洋参数，记为第一海洋参数；根据第一海洋参数建立待测海域的流体力学模型，记为第一海洋模型；根据第一海洋模型确定部署参数，包括每个温盐深仪的具体部署位置以及采集时刻；将部署参数发送给工作人员
。4.
根据权利要求3所述的一种温盐深仪测量系统，其特征在于，所述数据分析模块用于执行以下步骤：获取每个温盐深仪的采集数据，包括三维位置
、
采集时刻
、
水体电导率和温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国豪，
申请(专利权)人：青岛道万科技有限公司，
类型：发明
国别省市：