本实用新型专利技术属于海洋环境立体监测领域，具体地说是一种低能耗海洋要素测量装置，锚泊回收系统包括引导缆、锚泊缆、释放器及重块，潜标式主浮体内设有为潜标式主浮体提供正浮力的浮力浮球及节能传动装置，节能传动装置包括主动的大滚筒及从动的小滚筒，剖面测量平台通过引导缆与大滚筒相连，锚泊缆的一端缠绕在小滚筒上，另一端通过释放器与重块连接；大、小滚筒转向相反，分别收放引导缆和锚泊缆，大、小滚筒所受引导缆和锚泊缆拉力的力矩相平衡；剖面测量平台上分别安装有采集密封舱及传感器，传感器在剖面测量平台随引导缆升降的过程中对采集密封舱内采集到的海洋要素进行测量。本实用新型专利技术具有节能、自治、长期连续观测的特点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于海洋环境立体监测领域，具体地说是一种利用力矩平衡和能量守恒原理，实现对水体参数进行长期、定点、实时、立体监测的低能耗海洋要素测量装置。技术背景海洋定点观测系统主要分锚泊浮标和潜标两大类。锚泊浮标的研制始于第二次世界大战以后，到20世纪70年代后期、80年代前期趋于成熟。在潜标方面，早在20世纪80年代，就开发使用了自容式潜标系统，并广泛应用于海洋科学研究、水下工程前期调查、海洋军事等领域。传统上它通常由锚定的一系列串联CTD(温盐深仪)、海流计(或其他观测仪器)组成，而数据存储方式多为自容式；这种系统的缺点是只能在离散的几个层次上采样，不能实现连续剖面观测，并且组装而成的锚系稳定性较差、投放回收难度大。为了改进上述困难，近年来有很大的技术进步，美国Woods Hole海洋研究所最先提出具备自动升降功能的剖面观测系统的原型设计并获得专利，随后将专利授权McLane公司生产商业化产品，即McLane Moored Profiler (MMP) 加拿大Bedford海洋研究所也设计了一种利用波浪能作为动力的自动升降剖面观测系统，并授权Brooke海洋技术公司生产商业化产品，该系统正在扩展实时传输功能。但是，这些垂直剖面的连续观测系统都不具备高度的节能技术，很难长时间在海上工作。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低能耗海洋要素测量装置。该测量装置通过锚泊回收系统进行系统定位和回收，依靠潜标式主浮体上的节能传动装置控制剖面测量平台的上浮和下潜，而剖面测量平台可根据需要搭载水文、水质等传感器，能在海面和潜标式主浮体之间进行循环升降运动，并在运动过程中进行海洋要素的采集，以节能的方式实现对海洋次表层垂直剖面要素的长期连续观测。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的本技术包括剖面测量平台、潜标式主浮体及锚泊回收系统，其中锚泊回收系统包括引导缆、锚泊缆、释放器及重块，所述潜标式主浮体内设有为潜标式主浮体提供正浮力的浮力浮球及节能传动装置，该节能传动装置包括主动的大滚筒及从动的小滚筒，所述剖面测量平台通过引导缆与大滚筒相连，锚泊缆的一端缠绕在小滚筒上，另一端通过释放器与重块连接；所述大滚筒、小滚筒转向相反，分别收放引导缆和锚泊缆，大滚筒与小滚筒所受引导缆和锚泊缆拉力的力矩相平衡；所述剖面测量平台上分别安装有采集密封舱及传感器，该传感器在剖面测量平台随引导缆升降的过程中对采集密封舱内采集到的海洋要素进行测量。其中所述潜标式主浮体的外部为保护壳体及安装在保护壳体上的尾翼，所述浮力浮球和节能传动装置上下设置在保护壳体内部；所述保护壳体的一端为半球状结构，尾翼位于另一端，保护壳体的中间部分为圆柱状流线型结构；所述浮力浮球为多组、位于保护壳体201内的中上部，每组均通过浮球固定架固定在安装于保护壳体内的支撑架体上；所述大滚筒及小滚筒的两端均设有连接定位板，两连接定位板之间安装有多根连接轴、与两连接定位板构成一框架，大滚筒及小滚筒上下容置于该框架内，并分别转动安装在所述两连接定位板之间，所述大滚筒及小滚筒通过一对齿轮啮合同步转动；所述小滚筒的小滚筒轴转动安装在支撑架体上，小滚筒轴为丝杠，小滚筒两端的小滚筒端盖为丝母、螺纹连接在所述小滚筒轴上，在大、小滚筒收放引导缆、锚泊缆的同时，节能传动装置整体沿小滚筒轴的轴向往复移动；所述大滚筒包括由密封筒及通过O形密封圈密封连接在密封筒两端的大滚筒端盖组成的密封壳体，以及分别设置在该密封壳体内的电机、控制电路板、内支轴、重物摆，其中两端的大滚筒端盖的外表面均固接有外支轴，该外支轴通过大滚筒滚动轴承安装在所述连接定位板上，任一端的外支轴上固接有大滚筒齿轮；所述内支轴的两端分别通过内轴承转动安装在两大滚筒端盖上，重物摆悬挂在该内支轴上、并可绕内支轴的轴向中心线摆动；所述电机及控制电路板分别安装在重物摆上，电机与控制电路板电连接，电机的输出轴连接有齿轮，任一端的大滚筒端盖的内表面安装有内齿轮、与所述齿轮哨合，电机的输出轴在密封壳体内部的密封空间中转动，通过齿轮与内齿轮的啮合驱动整个大滚筒旋转，将转动传递到大滚筒的外部；所述重物摆包括内固定架及电池包，其中内固定架悬挂在所述内支轴上、并可绕内支轴的轴向中心线摆动，所述电池包安装在内固定架的下部，所述电机及控制电路板分别固接在内固定架的顶部；所述电池包为半圆柱结构，其轴向的中心线与所述内支轴的轴向中心线相平行，在电池包的底部包有增加其重量的铅坠；所述内固定架顶部在内固定架轴向的两侧均设有托板，所述电机及控制电路板分别固接在内固定架轴向两侧的托板上；所述小滚筒两端的小滚筒端盖分别通过小滚筒滚动轴承安装在两连接定位板上，在小滚筒滚动轴承的外部罩有固接在所述连接定位板上的小滚筒轴承套；任一端的小滚筒端盖上固接有小滚筒齿轮；所述小滚筒轴由小滚筒的筒体穿过，分别与两端的小滚筒端盖螺纹连接；所述剖面测量平台包括浮球、平台架体、双圈压环、传感器、采集密封舱及支撑轴，其中支撑轴安装在平台架体上，传感器及采集密封舱通过双圈压环固定在支撑轴上，传感器与采集密封舱的内部相连；所述浮球安装在平台架体的顶部，在浮球的顶端及支撑轴的下端分别设有便于剖面测量平台在系统中连接的上提环、下连接环；所述锚泊缆的另一端设有转环，该转环通过缆绳与所述释放器的一端相连，释放器的另一端通过锚链与落在海底的重块连接；在转环与释放器之间的所述缆绳上设有多个辅助浮球。本技术的优点与积极效果为1.本技术的剖面测量平台通过节能传动装置对引导缆、锚泊缆的收放，可以不停地做上下循环运动，实现了单一传感器的连续垂直剖面测量，减少了传感器的数量，以节能的方式实现对海洋次表层垂直剖面要素的长期连续观测。2.本技术主要依靠保守力做功的原理进行设计，实现了一种长期、定点、无人值守的节能型海洋要素垂直剖面测量方法，它具有节能、高效、廉价和抗生物附着能力强等特点；剖面测量平台可搭载温盐深以及海流计等传感器，或用户需求的其他测量装置。3.本技术是对现有锚泊装置的创新性改进，是对海上传统现场测量方式的有益补充。4.本技术的大滚筒将电机安装在密封壳体内，电机输出轴在密封空间内转动，电机的动密封转化为静密封，减小了水下密封的困难程度，增加了密封的可靠性。5.本技术的大滚筒由于无需 采用动密封，减少了电机输出轴转动摩擦消耗的能量，提高了电机驱动的机械效率。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为图1中剖面测量平台的结构示意图；图3为图1中潜标式主浮体的内部结构示意图；图4为图3中节能传动装置的结构示意图；图5为图4中大滚筒的内部结构示意图；图6为图5的左视图；其中1为剖面测量平台，101为上提环，102为浮球，103为平台架体，104为双圈压环，105为传感器，106为采集密封舱，107为支撑轴，108为下连接环；2为潜标式主浮体，201为保护壳体，202为浮力浮球，203为支撑架体，204为浮球固定架，205为尾翼，206为节能传动装置，207为小滚筒齿轮，208为紧固螺钉，209为大滚筒齿轮，210为连接定位板，211为连接轴，212为大滚筒，213为连接轴固定螺钉，214为大滚筒轴承套，215为大滚筒滚动轴承，216为圆头内六角螺钉，217为小滚本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低能耗海洋要素测量装置，其特征在于：包括剖面测量平台（1）、潜标式主浮体（2）及锚泊回收系统（3），其中锚泊回收系统（3）包括引导缆（301)、锚泊缆（302)、释放器（305）及重块（307），所述潜标式主浮体（2）内设有为潜标式主浮体（2）提供正浮力的浮力浮球（202）及节能传动装置（206），该节能传动装置（206）包括主动的大滚筒（212）及从动的小滚筒（219），所述剖面测量平台（1）通过引导缆（301）与大滚筒（212）相连，锚泊缆（302）的一端缠绕在小滚筒（219）上，另一端通过释放器（305）与重块（307）连接；所述大滚筒（212)、小滚筒（219）转向相反，分别收放引导缆（301）和锚泊缆（302），大滚筒（212）与小滚筒（219）所受引导缆（301）和锚泊缆（302）拉力的力矩相平衡；所述剖面测量平台（1）上分别安装有采集密封舱（106）及传感器（105），该传感器（105）在剖面测量平台（1）随引导缆（301）升降的过程中对采集密封舱（106）内采集到的海洋要素进行测量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永华，李思忍，龚德俊，徐永平，姜静波，倪佐涛，涂登志，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：实用新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。