专利名称：极区海洋环境自动监测浮标的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，特别是涉及一种在极区寒冷环境条件下进行海洋参数测量的系统集成设备和装置。
背景技术：
对全球海洋环境进行各种参数的测量是海洋监测的技术主题，长期连续地获取监测数据，对研究海洋环境具有重要作用。在北极和南极地区，进行自然和海洋环境的现场长期连续测量，分析和掌握它的气象、水文和冰温的变化规律，对于全球海洋和气候环境的研究具有重大意义。
目前，在极区也采用通常的海洋仪器，以有人职守方式测量和获取海洋环境参数，但是，由于自然条件和人力所限，只能在极区较少的区域开展海洋测量。所以，现有的测量装置不能满足日益发展的在特定地区进行长期连续测量的海洋监测的需要。因此，能直接在极区进行测量的仪器设备就成为海洋监测技术研究开发的重要项目，而这种仪器设备的关键技术就是能够在极区环境条件下，按设定的程序自动完成各种参数的测量。
发明内容
本实用新型推出一种在极区进行海洋环境测量的浮标，可以布放在冰面上，也可以在水面漂�。淠康氖墙饬看衅饔敫”杲岷希ü钤卮衅鹘谢肪巢问牟饬浚⒂筛”攴⑸渲良煳佬牵没チ邮詹饬渴荩酝瓿稍诩暮Ｑ蠡肪诚殖〔饬亢妥际凳笔荽�。
本实用新型所涉及的极区海洋环境自动监测浮标由浮标体、传感器、系留系统组成。浮标体分为塔架、仪器舱和浮力块三部分。
塔架位于浮标体的上部，由可拆卸的组件构成，3根铝质角型材作为斜支撑构成塔架的主体，斜支撑的上部连接铝板制作的平台，平台上安装有发射天线和风速风向传感器，斜支撑的下部与仪器舱螺栓固定。
塔架内有圆锥形保护罩，保护罩顶部安装气温传感器。仪器舱呈圆柱形，设置在浮标体的下部，舱内装有一个铝质的组合支架，支架由4根支柱和隔板组成，支柱在隔板处断开，然后用螺纹紧固连接；支架一端采取螺纹连接方式固定在上水密法兰上，另一端插入下水密法兰的锥形孔内；隔板与支柱用螺纹垂直安装，把仪器舱分隔为4层，下面3层装有锂电池，最上面的隔层装有数据处理器、卫星发射系统、气压传感器和冰温传感器。浮力块为采用聚氨脂泡沫材料制作的中空圆柱形浮体，仪器舱的上部固定在浮力块的中空内。浮力块提供浮标的主要浮力，调整浮力块的大小和形状，可以满足浮标的浮性和稳定性要求。
系留系统主要用于垂直设置水下测量的传感器，由系留索、重块和系留支架构成。系留支架上部固定在浮标体仪器舱的下部，系留支架下端联结系留索，系留索底端连接重块，重块使系留索保持铅直状态。系留索上固定设置温盐传感器。
传感器是浮标的测量器件，共搭载有5种不同类型的传感器，其中风向风速传感器固定在塔架的平台上，气温传感器固定在塔架的保护罩上，气压传感器和冰温传感器固定在仪器舱内，温盐传感器固定在水下系留系统的系留索上。这些传感器均通过水密传输电缆与仪器舱内的数据处理器连接。
极区浮标布放在浮冰上使用，先将浮冰按规定的直径钻孔至水面，然后把固定设置好温盐传感器的系留系统和仪器舱放入孔内。浮力块置于冰面上，塔架和仪器舱的上部在浮冰之上，冰温传感器位于冰层之中，仪器舱的下部和系留系统进入水中。
布放后的极区浮标接通电源后就可以进入工作状态首先分别给数据处理器和卫星发射系统供电，数据处理器设有值班电路，并在程序的控制下按预定的时序分别给每个传感器加电；加电后的传感器开始工作，采集测量数据，然后经数据处理器进行处理后，将数据发送至卫星发射系统存储；卫星发射系统按规定的时间间隔把存储的数据通过天线发射到极轨卫星，卫星地面站接收到极轨卫星发回的数据后，用户就可以在因特网上查询或下载浮标的测量数据。
本实用新型所述的极区海洋环境自动监测浮标实现了在极区环境条件下的现场连续测量，对采集极区的自然环境数据和研究气候的变化规律提供了有效的技术手段。
图1为极区海洋环境自动监测浮标系统结构图。
图中，1-风向风速传感器，2-发射天线，3-仪器安装平台，4-气温传感器，5-保护罩，6-风向风速传感器支架，7-斜支撑，8-连接板，9-浮力块连接杆，10-浮力块，11-水上电缆，12-冰温传感器控制电路，13-气压传感器，14-卫星发射系统，15-数据处理器，16-隔板，17-下连接板，18-仪器舱，19-冰温传感器，20-锂电池，21-支柱，22-水下电缆，23-系留支架，24-温盐传感器，25-系留索，26-转环，27-重块。
图2为极区海洋环境自动监测浮标工作流程框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行描述。
如图1所示，极区海洋环境自动监测浮标浮标体的塔架位于浮标体的上部，3根斜支撑的上部连接铝板制作的仪器安装平台(3)，平台上安装有发射天线(2)和风速风向传感器(1)，斜支撑(7)下部和仪器舱(18)螺栓固定。固定在仪器安装平台(3)上的风向风速传感器(1)和发射天线(2)，通过水上电缆(11)与仪器舱内的数据处理器(15)连接。塔架内圆锥形保护罩(5)的顶部安装气温传感器(4)。仪器舱(18)呈圆柱形，设置在浮标体的下部，舱内装有铝质的组合支架，支架由4根支柱(21)和隔板(16)组成，支柱(21)在隔板(16)处断开，然后用螺纹紧固连接；支架一端采用螺纹连接方式固定在上水密法兰上，另一端插入下水密法兰的锥形孔内；隔板(16)与支柱(21)用螺纹垂直安装，把仪器舱(18)分隔为4层，最上面的隔层装有数据处理器(15)、卫星发射系统(14)、气压传感器(13)和冰温传感器控制电路(12)。浮力块(10)为中空的圆柱浮体，仪器舱(18)的上部固定在浮力块(10)的中空内。
系留系统的系留支架(23)上部固定在浮标体仪器舱(18)的下部，系留支架(23)下端联结系留索(25)，系留索(25)底端设置转环(26)和重块(27)。
风向风速传感器(1)固定在塔架上的仪器安装平台(3)上，气温传感器(4)固定在塔架的保护罩上，气压传感器(13)和冰温传感器控制电路(12)固定在仪器舱内，冰温传感器(19)固定在仪器舱壳体中部，温盐传感器(24)固定在水下系留系统的系留索(25)上。这些传感器均通过水密传输电缆与仪器舱(18)内数据处理器(15)连接。
权利要求1.一种极区海洋环境自动监测浮标，由浮标体、传感器、系留系统组成，其特征在于，浮标体分为塔架、仪器舱(18)和浮力块(10)三部分，塔架位于浮标体的上部，仪器舱(18)设置在浮标体的下部，浮力块(10)为采用聚氨脂泡沫材料制作的中空圆柱形浮体，仪器舱(18)的上部固定在浮力块(10)的中空内，系留系统连接浮标体仪器舱(18)的下部。
2.根据权利要求1所述的极区海洋环境自动监测浮标，其特征在于，塔架的主体是3根铝质角型材构成的斜支撑(7)，斜支撑(7)的上部连接铝板制作的仪器安装平台(3)，平台(3)上安装有发射天线(2)和风速风向传感器(1)，斜支撑(7)下部和仪器舱(18)螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的极区海洋环境自动监测浮标，其特征在于，仪器舱(18)呈圆柱形，设置在浮标的下部，舱内的组合支架由支柱(21)和隔板(16)组成，仪器舱(18)的最上面隔层装有数据处理器(15)、卫星发射系统(14)、气压传感器(13)和冰温传感器控制电路(12)。
4.根据权利要求1所述的极区海洋环境自动监测浮标，其特征在于，固定在仪器安装平台(3)上的风向风速传感器(1)和发射天线(2)，通过水上电缆(11)与仪器舱内的数据处理器(15)连接。
5.根据权利要求2所述的极区海洋环境自动监测浮标，其特征在于，塔架内有圆锥形保护罩(5)，保护罩顶部安装气温传感器(4)，气温传感器(4)通过水密传输电缆与仪器舱(18)内的数据处理器(15)连接。
6.根据权利要求3所述的极区海洋环境自动监测浮标，其特征在于，固定在仪器舱(18)内的气压传感器(13)和冰温传感器(19)，通过电缆与仪器舱内的数据处理器(15)连接。
7.根据权利要求1所述的极区海洋环境自动监测浮标，其特征在于，系留系统由系留支架(21)、系留索(25)、转环(26)和重块(27)构成，系留支架(21)上部固定在浮标体仪器舱(18)的下部，系留支架(21)下端联结系留索(25)，系留索(25)底端连接转环(26)和重块(27)。
8.根据权利要求7所述的极区海洋环境自动监测浮标，其特征在于，温盐传感器(24)固定在水下系留系统的系留索(25)上，温盐传感器(24)通过水密传输电缆与仪器舱内的数据处理器(15)连接。
专利摘要本实用新型所涉及的海洋环境自动监测浮标是在极区寒冷环境条件下进行海洋参数测量的系统集成设备，由浮标体的塔架、仪器舱、浮力块以及传感器和系留系统构成。可以布放在冰面上，也可以在水面漂�。ü”甏钤氐拇衅鹘谢肪巢问牟饬浚⒂筛”晏逅苌系奶煜叻⑸渲良煳佬牵没チ邮詹饬渴荩酝瓿稍诩Ｑ蠡肪车南殖〔饬亢妥际凳笔荽洌蚝Ｑ蠛推蚧肪车难芯刻峁┲匾募�、水文和冰温资料及其变化规律。
文档编号G01N35/00GK2689229SQ0325838
公开日2005年3月30日 申请日期2003年9月1日 优先权日2003年9月1日
发明者熊焰, 张文良, 李林奇, 冯月永, 张少永 申请人:国家海洋技术中心
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