专利名称：剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试设备，特别是涉及一种模拟海洋环境状态的测试设备。
背景技术：
海洋中布放卫星跟踪剖面循环探测漂流浮标可以快速、准确、大范围收集全球海洋次表层的海水温盐剖面资料，以提高天气预报的精确度，有效防御全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁。大量布放这种剖面探测漂流浮标是建立全球海洋观测网的大型海洋观测计划的主要组成部分，剖面探测漂流浮标的测试和实验在海洋观测计划的实施中具有重要作用。
剖面循环探测漂流浮标布放在不同的海域和不同深度，进行海洋要素测量。布放后的浮标在水中重量不变，处于定深水层中。置于水中的剖面循环探测漂流浮标靠浮标体底部一个可改变体积的皮囊，获得不同的净浮力来实现下潜、上升和其深度控制。若浮标在水中保持体积不变，它所受到的浮力取决于海水的密度，而海水的密度又随深度、盐度、温度而变化。不同的体积变化量决定浮标的下潜深度，也就决定浮标能否在预定时间上升到水面把数据发送到卫星。
由于水下压力、海水密度及浮标体积的变化都将直接影响浮力的改变，要使浮标产品的程序设置符合使用海域，必须进行浮力状况检测，根据浮力状况设计浮标配重，才能保障浮标在预定水域正常工作。否则，由于每个浮标的加工及受压后的形变不可能完全一样，从而不可能准确设计下潜深度，也就无法保障浮标能在预定水域正常工作。而这种形态变化难以通过计算来获得，所以，必需利用测试设备进行检测，已确定浮力变化的具体数据。
目前，还没有这种测试浮标水下浮力状况的检测设备，在一定程度上影响了剖面循环探测漂流浮标潜水深度的设置，难以保障水下浮标的准确上浮和正常工作。
发明内容
本实用新型推出一种测试剖面循环探测漂流浮标水下浮力状况的实验检测设备，通过由内盛海水的压力罐和配套设置的压力控制装置构成的实验设备，模拟不同海域的水下温度、盐度和压力环境，测试压力罐内浮标的水下浮力状况。
本实用新型所涉及的剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备由主压力罐、制冷室、储水槽、高压进水泵、低压水泵、稳压平衡泵和控制装置构成。
制冷室为聚氨脂和聚苯隔热保温板构成的密闭冷库，制冷室有活动保温门，以方便进出冷库。制冷室的温度由冷库内温度传感器控制的制冷机调节，可控制在0-20℃范围内的某设定温度。
主压力罐为整体锻造的钢质圆筒形耐压壳体，放在制冷室内。主压力罐内盛有海水，待测浮标放入罐内的海水中。
主压力罐壳体上设置三个窗孔。
主压力罐罐壁上开两个窗孔，一个为带有摄像机的摄像窗，一个为观察窗，用于观察和摄像记录压力罐内部状况。主压力罐罐底封头上开有照明窗，压力罐外部靠近照明窗处设置照明灯。主压力罐壳体上的三个窗孔用高强度航空有机玻璃密封。
主压力罐内罐壁上设置温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器与控制装置连接。
高压进水泵、低压水泵分别通过高压管路和低压管路与主压力罐底部的进出水管口连通。高压管路采用不锈钢无缝钢管，低压管路采用ABS管。
储水槽内盛有海水，通过低压管路和低压水泵与主压力罐连通。储水槽出水口安装过滤器，以净化海水。
主压力罐底部的进出水管口还连通稳压平衡泵。稳压平衡泵由活塞泵吸纳压力罐内浮标皮囊鼓胀而排开的海水和在压力罐内压力波动超过±0.05Mpa时补充或容纳海水，使压力罐内压力保持平稳。
高压进水泵、低压水泵和稳压平衡泵分别与控制装置连接。控制装置还与制冷室的制冷机连接。
控制装置控制高压进水泵、低压水泵和稳压平衡泵的开关阀，控制制冷室制冷机的开启、关闭。
控制装置的数字显示仪表，分别显示水温传感器和压力传感器测量的压力罐内温度、压力值，以及制冷室的温度值。
控制装置的电脑，实时计算压力罐内的海水密度并显示摄像机的摄像内容。
本实用新型所涉及的剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备主要用于观测浮标在主压力罐海水中所承受的浮力状况观察浮标能否在某一设定的压力、温度、盐度下呈中性状态；观察确定浮标升沉的关键部件的皮囊能否按预置程序在额定压力、温度、盐度下涨大，以保障浮标体的上�。还鄄旄”暝谏细」讨校渲匦吹纳鹱纯觯员愕髡”甑呐渲�。本实用新型是剖面循环探测漂流浮标研究的基础试验设备，是浮标下潜深度参数设置与调整的重要技术手段，是确保浮标上浮和正常工作的必备模拟试验设备。
本实用新型所涉及的剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备工作过程如下打开注水阀门，将海水从储水槽中打入主压力罐中；关闭注水阀，启动制冷机，将搅拌器放入罐内海水中搅拌海水，加速制冷；当海水温度降至所需温度时，停止制冷；待压力罐内温场均匀后，将搅拌器从水中提起；将剖面循环探测漂流浮标放入压力罐中；盖紧主压力罐上端盖，启动高压进水泵，注入海水并加压至工作压力；进行压力实验，打开光源、摄像机，观察压力罐内浮标动作状况；根据实测温度、压力和配制海水的盐度值计算实时海水密度；控制装置根据实测温度控制制冷机的开停，调节温度；当浮标皮囊根据预置时间或压力变化鼓胀时，控制系统启动压力罐外稳压平衡泵，平衡压力罐内的压力；根据观察到的浮标悬链升起状况，计算浮标增加的浮力；试验结束后，将压力罐中海水排出至储水槽中，以备以后使用，并用淡水清洗压力罐、管路和高低压水泵，防止长时间存在压力罐内的海水腐蚀罐体和管路。
图1为本实用新型所涉及的剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备结构示意图。
图1中的符号说明1、主压力罐， 2、摄像窗，3、观察窗， 4、照明窗，5、照明灯， 6、控制装置，7、制冷机， 8、压力传感器，9、温度传感器， 10、浮标，11、进出水管口， 12、高压管路，13、高压进水泵， 14、稳压平衡泵，15、开关阀， 16、低压管路，17、低压水泵，18、开关阀，19、储水槽。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行说明。
如图1所示，本实用新型所涉及的剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备由主压力罐(1)、制冷室、储水槽(19)、高压进水泵(13)、低压水泵(17)、稳压平衡泵(14)和控制装置(6)构成。主压力罐(1)为整体锻造的钢质圆筒形耐压壳体，放在制冷室内。主压力罐(1)罐壁上开两个窗孔，一个为带有摄像机的摄像窗(2)，一个为观察窗(3)，用于观察和摄像记录压力罐内部状况。主压力罐(1)罐底封头上开有照明窗(4)，压力罐外部靠近照明窗(4)处设置照明灯(5)。主压力罐(1)壳体上的三个窗孔用高强度航空有机玻璃密封。主压力罐(1)内罐壁上设置温度传感器(9)和压力传感器(8)，温度传感器(9)和压力传感器(8)与控制装置(6)连接。
高压进水泵(13)、低压水泵(17)分别通过高压管路(12)和低压管路(16)与主压力罐(1)罐底部的进出水管口(11)连通。储水槽(19)通过低压管路(16)和低压水泵(17)与主压力罐(1)连通。
主压力罐(1)底部的进出水管口(11)还连通稳压平衡泵(14)。高压进水泵(13)、低压水泵(17)和稳压平衡泵(14)分别与控制装置(6)连接。控制装置(6)还与制冷室的制冷机(7)连接。
权利要求1.一种剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备，其特征在于由主压力罐(1)、制冷室、储水槽(19)、高压进水泵(13)、低压水泵(17)、稳压平衡泵(14)和控制装置(6)构成；主压力罐(1)为整体锻造的钢质圆筒形耐压壳体，放在制冷室内；高压进水泵(13)、低压水泵(17)分别通过高压管路(12)和低压管路(16)与主压力罐(1)底部的进出水管口(11)连通；储水槽(19)内盛有海水，通过低压管路(16)和低压水泵(17)与主压力罐(1)连通；主压力罐(1)底部的进出水管口(11)还连通稳压平衡泵(14)；高压进水泵(13)、低压水泵(17)和稳压平衡泵(14)分别与控制装置(6)连接，控制装置(6)还与制冷室的制冷机(7)连接。
2.根据权利要求1所述的剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备，其特征在于主压力罐(1)罐壁上开两个窗孔，一个为带有摄像机的摄像窗(2)，一个为观察窗(3)，用于观察和摄像记录压力罐内部状况；摄像窗(2)、观察窗(3)用高强度航空有机玻璃密封。
3.根据权利要求1所述的剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备，其特征在于主压力罐(1)罐底封头上开有照明窗(4)，主压力罐(1)外部靠近照明窗(4)处设置照明灯(5)，照明窗(4)用高强度航空有机玻璃密封。
4.根据权利要求1所述的剖面循环探测漂流浮标深度标定实验设备，其特征在于主压力罐(1)内罐壁上设置温度传感器(9)和压力传感器(8)，温度传感器(9)和压力传感器(8)与控制装置(6)连接。
专利摘要本实用新型所涉及的深度标定实验设备由主压力罐、制冷室、储水槽、高压进水泵、低压水泵、稳压平衡泵和控制装置构成，主压力罐罐壁上有摄像窗、观察窗，主压力罐罐底封头上有照明窗，主压力罐内罐壁上设置温度传感器和压力传感器。用于观察浮标在主压力罐海水中所受到的浮力状态，观察浮标皮囊能否按预置程序涨大，以及浮标上浮过程中配重悬链的升起状况，以便调整浮标的配重。本实用新型是剖面循环探测漂流浮标研究的基础试验设备，是浮标下潜深度参数设置与调整的重要技术手段，是确保浮标正常上浮和工作的必备模拟试验设备。
文档编号G01N33/00GK2676199SQ20042002834
公开日2005年2月2日 申请日期2004年2月13日 优先权日2004年2月13日
发明者张文良, 杨庆保, 余立中, 张少永, 商红梅, 邬海强 申请人:国家海洋技术中心
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