一种三维实时表层水温测量系统技术方案

一种三维实时表层水温测量系统，由温度传感器（1）、浮标（2）、数据采集器（3）、计算机（4）组成；浮标包括浮球，与浮球固定的连接杆、隔热套、锁紧箍、配重块（14）；连接杆接在浮球与配重块之间；所述温度传感器为密封水温测量用铂电阻测温传感器，由隔热套（5）和锁紧箍（6）均匀固定到浮标下部连接杆（7）上对应水深0～1m深表层水不同的位置，安装的位置决定测量水温的深度，根据测量表层水温深度和梯度的需要最多均匀安装6个，铂电阻测温传感器均设有连接电缆在浮球上接出，每个测温传感器测得的表层水温对应的电阻值由电缆传至数据采集器的相应通道；数据采集器与计算机连接。

【技术实现步骤摘要】
一种三维实时表层水温测量系统
本技术涉及一种三维实时表层水温测量系统，可作为海洋或湖泊O~Im表层水温测量的实用装置，具有防太阳辐射、受风浪或船体影响小的特点，可以实时三维测量表层水温。O
技术介绍
表层水温尤其是海洋表层水温是研究气候的一个重要参数，它能直接反映全球气候变化和全球温度整体分布特征。表层水温即表面以下Im以内水层的温度。对于特定海域或湖泊，其水温的垂直分布主要取决于其表层温度和地理特征分布。所以，准确地测量表层温度，对气候研究具有决定性的意义和广泛的实用价值。表层水温测量方法主要有表层水温表法和颠倒温度表法，但这两种方法都是定点不连续测量，经常需要环境温度的修订，而且测量结果易受船体、太阳辐射和采水深度不准确的影响，并且读数非实时，测量误差大，无法实现O~Im表层水温梯度测量。
技术实现思路
:本技术主要是解决现有表层水温测量技术所存在易受船体、太阳辐射和采水深度不准的影响，提供一种具有防辐射、测量水深和稳定性可以调节的三维实时表层水温测量系统本技术解决其技术问题所采取的技术方案是:一种三维实时表层水温测量系统，其特征是由温度传感器1、浮标2、数据采集器3、计算机组成；浮标包括浮球、与浮球固定的连接杆7、隔热套、锁紧箍、配重块14 ;连接杆接在浮球与配重块之间；所述温度传感器为密封水温测量用钼电阻测温传感器，由隔热套5和锁紧箍6均匀固定到浮标下部连接杆7上，并对应水深O~Im深表层水不同的位置，安装的位置决定测量水温的深度，根据测量表层水温深度和梯度的需要最多均匀安装6个钼电阻测温传感器，钼电阻测温传感器均设有连接电缆在浮球上接出 ，每个测温传感器测得的表层水温对应的电阻值由电缆传至数据采集器的相应通道；数据采集器与计算机连接。所述浮标的浮球为双层防辐射罩、罩内为高密度耐高压硬质泡沫充填的浮球，每层三个防辐射罩均罩有浮球。上述温度传感器由浮球和连接杆承载，配重块为可调节质量的配重块。三维实时表层水温测量系统由三-五个浮标构成三-五个表层水温测量子系统，每个子系统均测量O~Im表层水温；每个测温传感器测量的电阻值由电缆传至数据采集器的相应通道。测温传感器采用铠装四线制结构。上述温度传感器由浮球和连接杆等承载，由浮球和配重块调节测量深度，由于各个子系统投放离船体位置不同，使温度传感器三维分布于O~Im深的水层中，实现实时三维测量表层水温，并以减小船体或太阳辐射的影响。三维实时表层水温测量系统由三个表层水温测量子系统组成，每个子都系统测量O?Im表层水温，每个子系统最多可以安装6个测温传感器；每个测温传感器测量的电阻值由电缆传至数据采集器的相应通道。配重块起调节测量深度和稳定浮标的作用，防止风浪干扰。根据水体密度大小，调节配重块，使浮标能够准确测量O?Im深的表层水层。设有拉线串联浮标，并和电缆一道由浮球串连。防止由于船体晃动或波浪作用，产生拉线和电缆对浮标的拖曳现象，使传感器测量深度不准确。数据采集器实时数据通过串口数据线发送给计算机，数据采集器是32通道气象数据采集器，数据采集器采集模拟量、数字量传感器信号，有两路串行通讯口，完成数据采集、处理、存储、传输和过程控制等功能；数据采集器通过一个单片机采集模块对每一个温度测量传感器测量值进行模数转换，统一转换为RS-232C标准输出。本技术具有的有益效果是:由于采用上述的技术方案，三维实时表层水温测量系统可在船体周围实时三维测量表层水温，有效减小船体、太阳辐射和非实时性影响，能够准确测量O?Im表层水温变化梯度，这对于天气预报、研究和应用遥感资料是一项基础性的工作，测量结果可用于标校卫星遥感和红外测温仪测温的准确性。【附图说明】图1是本技术的三维实时表层水温测量系统结构示意图；图2是本技术的三维实时表层水温测量系统(多浮标)示意图；图3是图1俯视示意图；图4是本技术的浮标剖面示意图；其中A浮标剖面，B、C是图A中浮标剖面的部件放大示意图。附图标记:1_温度传感器、2-浮标、3-数据采集器、4-计算机、5-隔热套、6_锁紧箍、7-连接杆、8-电缆、9-双层防辐射罩、10-浮球、11-拉线环、12-拉线、13-浮球连接杆、14-配重块、15-穿线孔、16-浮子、17-凹槽，18-水面线。【具体实施方式】参见附图，对本技术进行详细描述:参见附图1、附图2，三维实时表层水温测量系统由温度传感器1、浮标2、数据采集器3)、计算机4组成。每个传感器测得的表层水温的电阻值由电缆8传至数据采集器的相应通道；浮标包括双层防辐射罩9、双层高密度耐高压硬质浮球10、拉线环11、拉线12、浮球连接杆13、连接杆7、隔热套5、锁紧箍6、配重块14 ;配重块各件之间采用螺母连接固定；温度传感器、防辐射罩、浮球、浮球连接杆、拉线环、拉线、电缆、连接杆、隔热套、锁紧箍、配重块组成表层水温测量系统的一个子系统，由三个这样子系统组成三维实时表层水温测量系统。数据采集器处理各通道传感器的信号，实时数据通过串口数据线把各个通道采集到数据进行组包及存储，统一转换为RS-232C标准输出，每10秒发送一次电阻值和对应的温度换算发送给计算机4。所述温度传感器为密封专用钼电阻测温传感器，由隔热套和锁紧箍固定到连接杆的不同位置，安装的位置决定测量水温的深度，根据测量表层水温深度和梯度的需要最多可以安装6个，每个传感器测得的表层水温的电阻值由电缆传至数据采集器的相应通道；所述浮标包括双层防辐射罩、双层高密度耐高压硬质浮球，每层三个浮球、316L不锈钢材质的拉线环、绳索、316L不锈钢材质的浮球连接杆、316L不锈钢材质连接杆、耐腐蚀尼龙隔热套、316L不锈钢材质的锁紧箍、316L不锈钢材质配重块；防辐射罩顶部留有测温传感器的穿线孔；上述温度传感器、防辐射罩、浮球、浮球连接杆、拉线环、绳索、连接杆、隔热套、锁紧箍、配重块组成表层水温测量系统的一个子系统，由三个这样子系统组成三维表层水温测量系统；上述拉线和电缆串连在浮子上，减小拉线和电缆对传感器浮出高度的影响。所述数据采集器把各个通道采集到数据进行组包及存储，每10秒发送一次电阻值和对应的温度换算值到计算机。计算机软件处理不同通道的原始数据，对原始数据进行质量控制和订正；原始数据和处理后得到各个通道数据分别存在两个文件中，计算机显示器可以查看任意温度传感器数值和变化曲线，也可以同时显示多个传感器数值和变化曲线。浮标整体结构设计为顶部采用双层浮球结构，利用浮球连接杆加防辐射罩固定浮球，连接杆为1120mm不锈钢，连接杆固定长度位置具有凹槽，方便确定传感器悬挂位置。单个浮球的直径为85mm，则浮球体积为0.000267立方米，如果是海水，单个浮球的浮力约为2.6牛顿，可带动0.26kg的重物，采用I层3个浮球，第一层浮球入水三分之二计算，大约可带动0.533kg的重物漂浮，其中浮标部分占据了一半重量，第二层浮球全部没入水中，从而增大了浮力，需要增大配重块质量使第一层浮球入水三分之二，水面达到水面线的位置，整体设计达到降低浮标质心的目的，增加系统稳定性。防辐射罩顶部留有温度传感器的穿线孔；采用双层设计，有效减小靠近水表面的温度传感器受太阳辐射的影响。在无风浪的晴朗的夏天，Im深处的温度与水表面的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维实时表层水温测量系统，其特征是由温度传感器（1）、浮标（2）、数据采集器（3）、计算机（4）组成；浮标包括浮球、与浮球固定的连接杆（7）、隔热套、锁紧箍、配重块（14）；连接杆接在浮球与配重块之间；所述温度传感器为密封水温测量用铂电阻测温传感器，由隔热套（5）和锁紧箍（6）均匀固定到浮标下部连接杆（7）上，并对应水深0～1m深表层水不同的位置，安装的位置决定测量水温的深度，根据测量表层水温深度和梯度的需要最多均匀安装6个铂电阻测温传感器，铂电阻测温传感器均设有连接电缆在浮球上接出，每个测温传感器测得的表层水温对应的电阻值由电缆传至数据采集器的相应通道；数据采集器与计算机连接。

【技术特征摘要】
1.一种三维实时表层水温测量系统，其特征是由温度传感器(I)、浮标(2)、数据采集器(3)、计算机(4)组成；浮标包括浮球、与浮球固定的连接杆(7)、隔热套、锁紧箍、配重块(14);连接杆接在浮球与配重块之间；所述温度传感器为密封水温测量用钼电阻测温传感器，由隔热套(5)和锁紧箍(6)均匀固定到浮标下部连接杆(7)上，并对应水深O?Im深表层水不同的位置，安装的位置决定测量水温的深度，根据测量表层水温深度和梯度的需要最多均匀安装6个钼电阻测温传感器，钼电阻测温传感器均设有连接电缆在浮球上接出，每个测温传感器测得的表层水温对应的电阻值由电缆传至数据采集器的相应通道；数据采集器与计算机连接。2.由权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文广，李伟，王春宝，张艳昆，孙庆国，程天际，熊超超，王朋朋，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三八六三部队，
类型：新型
国别省市：江苏;32