一种海洋观测浮标制造技术

本实用新型专利技术提出了一种海洋观测浮标，属于浮标领域。解决了如何设计一款自持力长、抗风浪能力强、功能全面、适用于0到3000米水深的浮标系统的问题。它的外壳上安装有多个太阳能发电设备，外壳顶部依次安装有气象站传感器和天线，外壳外安装有多个导管螺旋桨，外壳内横向安装有多层舱壁，其中一层舱壁上设置有多个传感器、浮力调节海水泵和电机，外壳内还安装有气囊、气泵、浮力调节水箱和电池舱，外壳底部安装有锚链和水听器。本实用新型专利技术功能全面，可用来观测风速、气压、气温、波高、海流、海温、潮位、湿度等信息，加装特定的传感器还可以拓展观测对象和范围，极大方便了信息的获取。极大方便了信息的获取。极大方便了信息的获取。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋观测浮标


[0001]本技术属于浮标领域，特别是涉及一种海洋观测浮标。

技术介绍

[0002]在传统海洋监测方法的基础上发展而来的海洋浮标，是人们用来了解海洋、开发海洋的重要工具。世界各国普遍使用海洋观测浮标测量波高、海流、海温、潮位、风速等水文气象信息，海洋浮标是海洋环境观测体系的重要一环。对海洋观测浮标的研究和设计意义重大，海洋浮标与监测卫星，监测飞机，调查船以及潜水器一样，共同组成了立体海洋监测系统。
[0003]海洋观测浮标是海上气象水文信息采集的新型海洋观测系统，与传统观测手段相比，具有工作时间长、效率高、耗能低、效果好等优点，国内对于多功能浮标的设计研究较少。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提出了一种海洋观测浮标，是一款功能较为全面，工作水深较大的海洋浮标，以满足我国未来对海洋观测的需求，尤其是针对我国南海海域环境，如何设计一款自持力长、抗风浪能力强、功能全面、适用于0到3000米水深的浮标系统。
[0005]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种海洋观测浮标，包括外壳、天线、气象站传感器、多个太阳能发电设备、气囊、气泵、多个导管螺旋桨、浮力调节水箱、电池舱、浮力调节海水泵和电机，所述外壳上安装有多个太阳能发电设备，所述外壳顶部依次安装有气象站传感器和天线，所述外壳外安装有多个导管螺旋桨，所述外壳内横向安装有多层舱壁，其中一层舱壁上设置有多个传感器、浮力调节海水泵和电机，所述外壳内还安装有气囊、气泵、浮力调节水箱和电池舱，所述外壳底部安装有锚链和水听器。
[0006]更进一步的，多个传感器包括多普勒海流传感器和波浪传感器。
[0007]更进一步的，所述外壳的直径上宽下窄。
[0008]更进一步的，所述太阳能发电设备为多个耐压浮球。
[0009]更进一步的，所述耐压浮球为为透明材质，内部安装有太阳能电池板。
[0010]更进一步的，所述气象站传感器包括气压和湿度传感器和玻璃耐压舱，所述气压和湿度传感器的非耐压部分移入玻璃耐压舱。
[0011]更进一步的，风速风向传感器的探头布置在一体式天线上，远离耐压浮球以免海风受到耐压浮球的影响而导致所测风速和风向不准确。
[0012]更进一步的，所述气泵布置在环形气囊中间，将气泵的抽气管与天线整合在一起，气体入口安装防水透气机构。
[0013]更进一步的，所述电池舱内集成有北斗导航系统。
[0014]更进一步的，所述浮力调节水箱内部充有高压空气以调节容积，采用耐压玻璃浮球，满足耐压和收纳海水的要求，并达到防腐标准。
[0015]与现有技术相比，本技术所述的一种海洋观测浮标的有益效果是：
[0016](1)本技术所述的一种海洋观测浮标，通过分析南海海域地理环境特征，研究确定了浮标各系统组成和仪器选型，并通过研究和计算，设计了海水浮力调节和气囊调节协同的浮力调节方式，实现了浮标升沉运动。
[0017](2)本技术所述的一种海洋观测浮标，完成了耐压壳和轻外壳的设计，并将所选用的仪器设备布置进浮标壳体，进行了标主尺度和总布置设计，画出总布置设计图，设定了特定工况，并计算了系统耗电量，通过对耗电情况的分析选用了电池设备，进行了发电装置设计。
[0018](3)本技术所述的一种海洋观测浮标，通过将模型导入star ccm+，计算了设定工况下的阻力，校核了推进器推力。
[0019](4)本技术所述的一种海洋观测浮标，平台稳定，持续工作时间长，可以长期在指定海域进行观测。
[0020](5)本技术所述的一种海洋观测浮标，耗能小，自持力好，依靠太阳能和波浪能等发电，满足工作需要，不需频繁补给和维护即可保持工作状态，可大幅度减少人员工作量，提高效率。
[0021](6)本技术所述的一种海洋观测浮标，功能全面，可用来观测风速、气压、气温、波高、海流、海温、潮位、湿度等信息，加装特定的传感器还可以拓展观测对象和范围，极大方便了信息的获取。
[0022](7)本技术所述的一种海洋观测浮标，相比飞机和测量船，结构简单且经济性好，制造方便，容易维修和保养拥有更好的安全性。
[0023](8)本技术所述的一种海洋观测浮标，造价相对低，经济负担小，便于大量快速建造，广泛投放以组成覆盖海域的观测网络。
[0024](9)本技术所述的一种海洋观测浮标，清洁无污染，一般采用太阳能、波浪能等发电形式，采用蓄电池储能，不消耗燃料等，对海洋环境零污染。
[0025](10)本技术所述的一种海洋观测浮标，生存能力强，且体积较小，重量较轻，可以在恶劣海况下保持工作状态，观测不易受风浪或恶劣天气影响。
附图说明
[0026]构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1为本技术所述的一种海洋观测浮标的结构示意图；
[0028]图2为本技术所述的一种海洋观测浮标的内部结构示意图；
[0029]图3为本技术所述的一种海洋观测浮标的浮标信号流程图；
[0030]图4为本技术中导航系统工作流程图；其中1为由ADCP坐标系下测得的速度，通过坐标转换得到浮标坐标系下的速度；2为由浮标坐标系下的速度和横倾角、纵倾角以及艏向角，通过乘坐标转换矩阵得到浮标的大地坐标系下的速度，即绝对速度；
[0031]图5为本技术所述的一种海洋观测浮标的浮标数据传输结构图；
[0032]图6为本技术所述的一种海洋观测浮标的深海浮标GPRS/CDMA网络数据传输
示意图；
[0033]图7为本技术所述的一种海洋观测浮标的第三层舱壁内仪器布置示意图；
[0034]图8为本技术所述的吸排海水浮力调节工作示意图，图中数字16、17、18、19所示位置为四个海水电磁阀，右侧为水泵；
[0035]图9为本技术气囊抽气孔示意图；
[0036]图中：1
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天线，2
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气象站传感器，3
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太阳能发电玻璃耐压浮球，4
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气囊，5
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气泵，6
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导管螺旋桨，7
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浮力调节水箱，8
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多普勒海流传感器，9
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电池舱，10
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第三层舱壁，11
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波浪传感器，12
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浮力调节海水泵，13
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电机，14
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透水材料，15
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轻质浮力材料，16
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1号阀门，17
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2号阀门，18
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3号阀门，19
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4号阀门，20
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水听器，2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋观测浮标，其特征在于：包括外壳、天线(1)、气象站传感器(2)、多个太阳能发电设备、气囊(4)、气泵(5)、多个导管螺旋桨(6)、浮力调节水箱(7)、电池舱(9)、浮力调节海水泵(12)、电机(13)、锚链和水听器(20)，所述外壳上安装有太阳能发电设备，所述外壳顶部依次安装有气象站传感器(2)和天线(1)，所述外壳外安装有多个导管螺旋桨(6)，所述外壳内横向安装有多层舱壁，其中一层舱壁上设置有多个传感器、浮力调节海水泵(12)和电机(13)，所述外壳内还安装有气囊(4)、气泵(5)、浮力调节水箱(7)和电池舱(9)，所述外壳底部安装有锚链和水听器(20)。2.根据权利要求1所述的海洋观测浮标，其特征在于：多个传感器包括多普勒海流传感器(8)和波浪传感器(11)。3.根据权利要求1所述的海洋观测浮标，其特征在于：所述外壳的直径上宽下窄。4.根据权利要求1所述的海洋观测浮标，其特征在于：所述太阳能发电设备为多个耐压浮球(3)。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：关宏升，张宸鸣，郑淏天，孙玉山，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：新型
国别省市：