專利名稱：剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試設備，特別是涉及一種模擬海洋環(huán)境狀態(tài)的測試設備。
背景技術：
海洋中布放衛(wèi)星跟蹤剖面循環(huán)探測漂流浮標可以快速、準確、大范圍收集全球海洋次表層的海水溫鹽剖面資料，以提高天氣預報的精確度，有效防御全球日益嚴重的氣候災害給人類造成的威脅。大量布放這種剖面探測漂流浮標是建立全球海洋觀測網的大型海洋觀測計劃的主要組成部分，剖面探測漂流浮標的測試和實驗在海洋觀測計劃的實施中具有重要作用。
剖面循環(huán)探測漂流浮標布放在不同的海域和不同深度，進行海洋要素測量。布放后的浮標在水中重量不變，處于定深水層中。置于水中的剖面循環(huán)探測漂流浮標靠浮標體底部一個可改變體積的皮囊，獲得不同的凈浮力來實現下潛、上升和其深度控制。若浮標在水中保持體積不變，它所受到的浮力取決于海水的密度，而海水的密度又隨深度、鹽度、溫度而變化。不同的體積變化量決定浮標的下潛深度，也就決定浮標能否在預定時間上升到水面把數據發(fā)送到衛(wèi)星。
由于水下壓力、海水密度及浮標體積的變化都將直接影響浮力的改變，要使浮標產品的程序設置符合使用海域，必須進行浮力狀況檢測，根據浮力狀況設計浮標配重，才能保障浮標在預定水域正常工作。否則，由于每個浮標的加工及受壓后的形變不可能完全一樣，從而不可能準確設計下潛深度，也就無法保障浮標能在預定水域正常工作。而這種形態(tài)變化難以通過計算來獲得，所以，必需利用測試設備進行檢測，已確定浮力變化的具體數據。
目前，還沒有這種測試浮標水下浮力狀況的檢測設備，在一定程度上影響了剖面循環(huán)探測漂流浮標潛水深度的設置，難以保障水下浮標的準確上浮和正常工作。
發(fā)明內容
本實用新型推出一種測試剖面循環(huán)探測漂流浮標水下浮力狀況的實驗檢測設備，通過由內盛海水的壓力罐和配套設置的壓力控制裝置構成的實驗設備，模擬不同海域的水下溫度、鹽度和壓力環(huán)境，測試壓力罐內浮標的水下浮力狀況。
本實用新型所涉及的剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備由主壓力罐、制冷室、儲水槽、高壓進水泵、低壓水泵、穩(wěn)壓平衡泵和控制裝置構成。
制冷室為聚氨脂和聚苯隔熱保溫板構成的密閉冷庫，制冷室有活動保溫門，以方便進出冷庫。制冷室的溫度由冷庫內溫度傳感器控制的制冷機調節(jié)，可控制在0-20℃范圍內的某設定溫度。
主壓力罐為整體鍛造的鋼質圓筒形耐壓殼體，放在制冷室內。主壓力罐內盛有海水，待測浮標放入罐內的海水中。
主壓力罐殼體上設置三個窗孔。
主壓力罐罐壁上開兩個窗孔，一個為帶有攝像機的攝像窗，一個為觀察窗，用于觀察和攝像記錄壓力罐內部狀況。主壓力罐罐底封頭上開有照明窗，壓力罐外部靠近照明窗處設置照明燈。主壓力罐殼體上的三個窗孔用高強度航空有機玻璃密封。
主壓力罐內罐壁上設置溫度傳感器和壓力傳感器，溫度傳感器和壓力傳感器與控制裝置連接。
高壓進水泵、低壓水泵分別通過高壓管路和低壓管路與主壓力罐底部的進出水管口連通。高壓管路采用不銹鋼無縫鋼管，低壓管路采用ABS管。
儲水槽內盛有海水，通過低壓管路和低壓水泵與主壓力罐連通。儲水槽出水口安裝過濾器，以凈化海水。
主壓力罐底部的進出水管口還連通穩(wěn)壓平衡泵。穩(wěn)壓平衡泵由活塞泵吸納壓力罐內浮標皮囊鼓脹而排開的海水和在壓力罐內壓力波動超過±0.05Mpa時補充或容納海水，使壓力罐內壓力保持平穩(wěn)。
高壓進水泵、低壓水泵和穩(wěn)壓平衡泵分別與控制裝置連接?？刂蒲b置還與制冷室的制冷機連接。
控制裝置控制高壓進水泵、低壓水泵和穩(wěn)壓平衡泵的開關閥，控制制冷室制冷機的開啟、關閉。
控制裝置的數字顯示儀表，分別顯示水溫傳感器和壓力傳感器測量的壓力罐內溫度、壓力值，以及制冷室的溫度值。
控制裝置的電腦，實時計算壓力罐內的海水密度并顯示攝像機的攝像內容。
本實用新型所涉及的剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備主要用于觀測浮標在主壓力罐海水中所承受的浮力狀況觀察浮標能否在某一設定的壓力、溫度、鹽度下呈中性狀態(tài)；觀察確定浮標升沉的關鍵部件的皮囊能否按預置程序在額定壓力、溫度、鹽度下漲大，以保障浮標體的上浮；觀察浮標在上浮過程中，配重懸鏈的升起狀況，以便調整浮標的配重。本實用新型是剖面循環(huán)探測漂流浮標研究的基礎試驗設備，是浮標下潛深度參數設置與調整的重要技術手段，是確保浮標上浮和正常工作的必備模擬試驗設備。
本實用新型所涉及的剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備工作過程如下打開注水閥門，將海水從儲水槽中打入主壓力罐中；關閉注水閥，啟動制冷機，將攪拌器放入罐內海水中攪拌海水，加速制冷；當海水溫度降至所需溫度時，停止制冷；待壓力罐內溫場均勻后，將攪拌器從水中提起；將剖面循環(huán)探測漂流浮標放入壓力罐中；蓋緊主壓力罐上端蓋，啟動高壓進水泵，注入海水并加壓至工作壓力；進行壓力實驗，打開光源、攝像機，觀察壓力罐內浮標動作狀況；根據實測溫度、壓力和配制海水的鹽度值計算實時海水密度；控制裝置根據實測溫度控制制冷機的開停，調節(jié)溫度；當浮標皮囊根據預置時間或壓力變化鼓脹時，控制系統(tǒng)啟動壓力罐外穩(wěn)壓平衡泵，平衡壓力罐內的壓力；根據觀察到的浮標懸鏈升起狀況，計算浮標增加的浮力；試驗結束后，將壓力罐中海水排出至儲水槽中，以備以后使用，并用淡水清洗壓力罐、管路和高低壓水泵，防止長時間存在壓力罐內的海水腐蝕罐體和管路。
圖1為本實用新型所涉及的剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備結構示意圖。
圖1中的符號說明1、主壓力罐， 2、攝像窗，3、觀察窗， 4、照明窗，5、照明燈， 6、控制裝置，7、制冷機， 8、壓力傳感器，9、溫度傳感器， 10、浮標，11、進出水管口， 12、高壓管路，13、高壓進水泵， 14、穩(wěn)壓平衡泵，15、開關閥， 16、低壓管路，17、低壓水泵，18、開關閥，19、儲水槽。
具體實施方式
現結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行說明。
如圖1所示，本實用新型所涉及的剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備由主壓力罐(1)、制冷室、儲水槽(19)、高壓進水泵(13)、低壓水泵(17)、穩(wěn)壓平衡泵(14)和控制裝置(6)構成。主壓力罐(1)為整體鍛造的鋼質圓筒形耐壓殼體，放在制冷室內。主壓力罐(1)罐壁上開兩個窗孔，一個為帶有攝像機的攝像窗(2)，一個為觀察窗(3)，用于觀察和攝像記錄壓力罐內部狀況。主壓力罐(1)罐底封頭上開有照明窗(4)，壓力罐外部靠近照明窗(4)處設置照明燈(5)。主壓力罐(1)殼體上的三個窗孔用高強度航空有機玻璃密封。主壓力罐(1)內罐壁上設置溫度傳感器(9)和壓力傳感器(8)，溫度傳感器(9)和壓力傳感器(8)與控制裝置(6)連接。
高壓進水泵(13)、低壓水泵(17)分別通過高壓管路(12)和低壓管路(16)與主壓力罐(1)罐底部的進出水管口(11)連通。儲水槽(19)通過低壓管路(16)和低壓水泵(17)與主壓力罐(1)連通。
主壓力罐(1)底部的進出水管口(11)還連通穩(wěn)壓平衡泵(14)。高壓進水泵(13)、低壓水泵(17)和穩(wěn)壓平衡泵(14)分別與控制裝置(6)連接?？刂蒲b置(6)還與制冷室的制冷機(7)連接。
權利要求1.一種剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備，其特征在于由主壓力罐(1)、制冷室、儲水槽(19)、高壓進水泵(13)、低壓水泵(17)、穩(wěn)壓平衡泵(14)和控制裝置(6)構成；主壓力罐(1)為整體鍛造的鋼質圓筒形耐壓殼體，放在制冷室內；高壓進水泵(13)、低壓水泵(17)分別通過高壓管路(12)和低壓管路(16)與主壓力罐(1)底部的進出水管口(11)連通；儲水槽(19)內盛有海水，通過低壓管路(16)和低壓水泵(17)與主壓力罐(1)連通；主壓力罐(1)底部的進出水管口(11)還連通穩(wěn)壓平衡泵(14)；高壓進水泵(13)、低壓水泵(17)和穩(wěn)壓平衡泵(14)分別與控制裝置(6)連接，控制裝置(6)還與制冷室的制冷機(7)連接。
2.根據權利要求1所述的剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備，其特征在于主壓力罐(1)罐壁上開兩個窗孔，一個為帶有攝像機的攝像窗(2)，一個為觀察窗(3)，用于觀察和攝像記錄壓力罐內部狀況；攝像窗(2)、觀察窗(3)用高強度航空有機玻璃密封。
3.根據權利要求1所述的剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備，其特征在于主壓力罐(1)罐底封頭上開有照明窗(4)，主壓力罐(1)外部靠近照明窗(4)處設置照明燈(5)，照明窗(4)用高強度航空有機玻璃密封。
4.根據權利要求1所述的剖面循環(huán)探測漂流浮標深度標定實驗設備，其特征在于主壓力罐(1)內罐壁上設置溫度傳感器(9)和壓力傳感器(8)，溫度傳感器(9)和壓力傳感器(8)與控制裝置(6)連接。
專利摘要本實用新型所涉及的深度標定實驗設備由主壓力罐、制冷室、儲水槽、高壓進水泵、低壓水泵、穩(wěn)壓平衡泵和控制裝置構成，主壓力罐罐壁上有攝像窗、觀察窗，主壓力罐罐底封頭上有照明窗，主壓力罐內罐壁上設置溫度傳感器和壓力傳感器。用于觀察浮標在主壓力罐海水中所受到的浮力狀態(tài)，觀察浮標皮囊能否按預置程序漲大，以及浮標上浮過程中配重懸鏈的升起狀況，以便調整浮標的配重。本實用新型是剖面循環(huán)探測漂流浮標研究的基礎試驗設備，是浮標下潛深度參數設置與調整的重要技術手段，是確保浮標正常上浮和工作的必備模擬試驗設備。
文檔編號G01N33/00GK2676199SQ20042002834
公開日2005年2月2日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權日2004年2月13日
發(fā)明者張文良, 楊慶保, 余立中, 張少永, 商紅梅, 鄔海強 申請人:國家海洋技術中心