溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置，浮标装置包括浮标壳体，浮标壳体外部设置有油膜检测传感器，浮标壳体内设置有检测模块电子设备组件，浮标装置还包括远程监控平台；传感器为电导式油膜检测传感器，检测模块电子设备组件产生交流信号向电导式油膜检测传感器施以电压并对信号进行采集处理，油膜检测传感器为电导式油膜检测传感器，能判断是否存在油膜污染的信息，并能对信息进行采集与处理。本实用新型专利技术设计构思新颖，结构独特，目的为溢油事故应急反应指挥决策部门，快速寻找可能的水面油污染位置并取得污染数据，为其实施污染控制提供先进的水面溢油电子信息手段。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置，浮标装置包括浮标壳体，浮标壳体外部设置有油膜检测传感器，浮标壳体内设置有检测模块电子设备组件，浮标装置还包括远程监控平台；传感器为电导式油膜检测传感器，检测模块电子设备组件产生交流信号向电导式油膜检测传感器施以电压并对信号进行采集处理，油膜检测传感器为电导式油膜检测传感器，能判断是否存在油膜污染的信息，并能对信息进行采集与处理。本技术设计构思新颖，结构独特，目的为溢油事故应急反应指挥决策部门，快速寻找可能的水面油污染位置并取得污染数据，为其实施污染控制提供先进的水面溢油电子信息手段。【专利说明】溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置
本技术属于海洋环境保护领域，具体涉及一种溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标方法及其装置。
技术介绍
目前国内外针对水面油膜检测的传感技术有多种，主要有红外、紫外等光学感测浮油干涉条纹技术，电磁波发射信号与接收信号相位差判别油水浓度技术等。由于相关传感设备与实际的水上油膜不直接接触，都属于无接触传感探测，如国内目前进口的红外、紫外油膜检测设备。这种设备油膜识别率较低，水面的反光、水生物等都可能被作为油膜而误报，误报率30%?40%左右。光学传感器一般成本较高。因为传感器不随水面浮动，受潮差、波浪影响显著。雨雾会散射吸收光造成传感器灵敏度变化，盐雾和海洋气候也会造成光学器件腐蚀。另外一种是膜电导技术传感器，基本工作原理是当石油粘住分子膜时，膜受到破坏浸水将电极导通，然后检测电路判断出水面油膜的存在。关键的“膜”在盐水环境下易受侵蚀造成使用寿命偏短，浸油后不能重复使用。溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置是安装有油膜传感器、定位、通信模块、电源系统并和远程监控平台配合使用的用于跟踪水面油膜位置并同时获取水面油膜信息的先进电子信息装置。当发生海上船舶溢油污染事故后，应急反应人员及时将该浮标装置或多只装置组成的监视系统，用船只或飞行器投放到溢油或可能被油污染的水面，依据所获得的水面溢油漂移方向、扩散范围和油膜是否存在等数据，为控制污染的指挥决策人员准确掌握污染信息服务。该技术属于海洋环境保护领域。水面油膜主要是流和风的合力作用使其在水表面迁移运动，采用卫星定位的漂流浮标能够比较准确的跟踪水面油膜。但因为海洋环境复杂，油膜在海面会支离破碎，浮标可能偏离油膜运动方向等，在获取油膜飘向等信息的同时，真实获取浮标所处位置的水面油污染信息非常重要。采用具有定位和通信功能的浮标装置跟踪水面溢油，目前国内外已有研究、多项专利和产品，但能够在既获得位置信息又能够同时掌握油污染状况的设计上，没有质的突破。国内外一般的溢油跟踪浮标装置采用的浮标体结构设计基本类似，即采用一个浮子或浮板提供浮力，内置GPS定位，海事卫星或其它通信设备构成。如加拿大的一种产品和国内的几种专利，均为在一个球形的密闭壳体内装置有GPS或其它卫星定位仪，海事卫星、北斗通信卫星或GPRS网络通信设备。如日本的一个专利采用薄形壳体，内置类似电子设备；但这些产品或专利只能够用浮标的位置信息给出水面油膜方位的参考并不能够同时获取油污染信息。例如CN2188764Y公开了一种水面油膜检测传感器，传感器由浮子和电极构成，浮子由轻质绝缘材料制成，不吸水、不吸油、耐腐蚀并有一定刚性；浮子的结构分为上下两部分，在浮子的吃水线部位设置不少于两只的细小电极，浮子下部浸入水中并产生浮力；浮子上部为锥形，在锥底留有能与水面接触的平面，该平面与水面之间产生的附着力，可使浮子工作状态平稳，保证电极位于水与空气的临界面而不易跳出水面或浸入水中；电极引出线由浮子内部通过浮子上部的锥顶引出，连接到检测电路的输入端；传感器在水面的工作状态为自由漂浮，不能用固定的方式与周围物件连接。该专利技术存在一定缺陷，主要的技术问题是:(I)设备复杂，造价昂贵；(2)虽然在锥底留有能与水面接触的平面，该平面与水面之间产生的附着力，但是该附着力较小，相对于海上风力较大，不能确保浮子工作状态平稳，为信号或数据传递带来不稳定性，信号或数据可信度降低。另外，在本研究单位专利I)水面油膜检测传感器，专利号(93241074.X) ；2)多浮子碟片式溢油跟踪浮标，专利号(ZL201010191931.6) ；3)水面油膜采样装置，专利号(ZL200910250072.0) ；4)海上溢油漂移路径及扩散快速预报方法，专利号(ZL201110089491.8)的基础上，但这些专利均存在上述技术问题。有资料显示可以用几只摄像头装在浮标顶端像眼睛一样监视水面油膜，但其高度和光谱适应范围使得在监视范围和全天候上存在很大的局限性，但是风浪和油膜很可能粘污镜头失效。即实际提供油膜监测的性能尚存在明显缺陷。随着我国经济发展和国家对海洋环境保护的重视，我国海事、海洋、渔业和海洋石油开发等部门，在应对海洋石油污染的应急反应措施方面，提出了有关这类浮标设备配备的需求，能否在获取油膜位置的同时，得到准确的油膜信息直接影响到技术和产品的发展。本技术主要是在溢油跟踪定位浮标设计上突破现有的技术缺陷，采用电导传感器解决油膜实时检测的难题。传感器置于壳体外用引线与壳体内置的检测模块连接，壳体内安装了卫星定位、卫星或网络通信、电源、太阳能电池等电子设备，在船只或岸上用远程监控平台获取油膜位置和污染程度信息。此独特的设计构成了一个能够获取水面油膜位置信息的同时用传感器技术检测并能够在监控端获取污染信息的新式溢油浮标。该浮标与目前现有技术比较，不仅仅能够向溢油应急指挥部门提供油膜的飘向、位置、迁移速度等信息，在准确获取油污染数据方面有创新和突破。本技术技术在国内外尚属首创，具有很强的应用推广价值。
技术实现思路
本技术的专利技术人主要研究了电导传感器在不同水质、环境下的溢油监测能力，研制了一种溢油传感器，解决了溢油传感器功耗大、可靠性差的实用性问题。本技术特点是综合考虑了海风和海流的水动力特点，改进浮标体外形结构，研发体积小、漂移跟踪性能良好、具有新型防水结构和防碰撞能力的浮标体。设计了传感器和漂移浮标体的整体架构，通过集成定位、网络通讯技术以及监控平台系统，研制新一代海洋溢油污染跟踪监控浮标样机，进行海上试验，对海面溢油进行监测、预警。本技术的目的在于提供一种溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置，该浮标在设计上突破现有产品和专利的技术缺陷，能在获取溢油飘向等位置信息的同时，取得该位置下的水面油污染信息，为应急反应指挥部门快速寻找水面溢油，准确掌握污染状况以实施污染控制，提供位置和污染数据。本技术是一种溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置，该浮标包括浮标壳体、电导油膜传感器，检测模块等电子设备和远程监控平台等几个主要部分组成，浮标漂浮于水面随水流和油膜运动，通过内部的卫星定位装置获取海面位置信息，通过电导传感器接触水面，在检测模块的配合下判断水面的油污染状况并连同位置信息，经通信模块借助卫星或GPRS等网络通信技术与远程监控平台联系，显示位置和污染信息。本技术具体的技术方案如下:溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置，其特征在于:所述浮标装置包括浮标壳体，所述浮标壳体外部设置有油膜检测传本文档来自技高网...

【技术保护点】
溢油跟踪定位实时监测水面油膜污染浮标装置，其特征在于：所述浮标装置包括浮标壳体，所述浮标壳体外部设置有油膜检测传感器，所述浮标壳体内设置有检测模块电子设备组件，所述浮标装置还包括远程监控平台，?所述浮标壳体是由两个半球形壳体通过螺栓紧固而成的球形密闭壳体，所述油膜检测传感器为固定在壳体外面的电导式油膜检测传感器，所述检测模块电子设备组件产生交流信号向所述电导式油膜检测传感器施以电压并对信号进行采集处理，所述检测模块电子设备组件由卫星定位系统、无线通信装置和电源组成，所述远端监控平台包括网络通信系统和计算机系统，所述网络通信系统配有电子地图软件，所述计算机系统能够显示浮标位置和污染信息；所述浮标壳体采用玻璃钢、碳纤维或工程塑料制成，以避免定位和无线通讯装置受到电磁屏蔽；所述油膜检测传感器为电导式油膜检测传感器，所述电导式油膜检测传感器为30只，其中每只具有电极的个数为4个。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞沅，申伟，刘春玲，李涛，田玉军，侯钰，张卫，
申请(专利权)人：交通运输部水运科学研究所，
类型：实用新型
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