專利名稱：水下傳感器鏈的快速布放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋監(jiān)測技術(shù)中的用于布放傳感器鏈的裝置—水下傳感器鏈的快速布放裝置。
背景技術(shù)：
在我國的黃海、東海以及南海都分布有我國自主開發(fā)的直徑10米的大型圓盤型海洋資料浮標(biāo)。要獲得浮標(biāo)所在海域海水剖面水質(zhì)參數(shù)或其它海洋動力參數(shù)，如果僅簡單的將傳感器鏈通過鋼纜掛在浮標(biāo)上，那么在海流作用下會出現(xiàn)傳感器鏈與浮標(biāo)錨鏈不斷碰撞的現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅傳感器鏈的使用壽命，所以都是將需要布放的傳感器鏈通過機(jī)械裝置用螺栓固定在浮標(biāo)錨鏈上。但該大型浮標(biāo)的錨系一般由Φ46的標(biāo)準(zhǔn)錨鏈和3.18噸LWT錨組成。僅以60米水深計算，則錨鏈與錨的總重量就大約為11噸重。在如此重的錨系上，海上作業(yè)安裝、拆卸傳感器鏈既非常危險也非常困難。這種作業(yè)任務(wù)必須由配備大型起重吊車和錨機(jī)(錨機(jī)與浮標(biāo)錨鏈相匹配)的船舶(這兩種裝備不是一般船舶所能同時擁有的)參與才能完成。為此，國家海洋局委托國家海洋局北海分局在90年代專門改裝了“向陽紅8號”海洋調(diào)查船(即現(xiàn)役國家海洋局北海分局海監(jiān)22號船)來完成浮標(biāo)錨鏈上傳感器鏈的每次布放、回收任務(wù)。
同樣在包括各種以鋼架座在海底為基礎(chǔ)的海洋平臺(不包括浮動平臺)上，比如常規(guī)鉆井平臺、石油平臺等也存在類似的問題。要獲得海上平臺所在海域海水剖面水質(zhì)參數(shù)或其它海洋動力參數(shù)，如果只是簡單的將傳感器鏈通過鋼纜掛在平臺上，在海流作用下也會出現(xiàn)傳感器鏈與平臺樁腿不斷碰撞的現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅傳感器鏈的使用壽命。所以，在平臺上常用的辦法是將傳感器鏈固定在由重塊錨定的纜繩上，然后將纜繩拉緊以避免傳感器鏈與平臺樁腿相碰撞。這種辦法在實際應(yīng)用中存在一定的困難，因為要使重塊在惡劣的海況下仍能拉緊纜繩，而不在海底發(fā)生位移，重塊的重量必須很大，所以必須使用吊車，才能完成傳感器鏈的布放。而平臺上吊車的數(shù)量是不能隨便增加的，并且吊車的位置也是不能隨意更改的。所以，傳感器鏈在平臺上的布放位置甚至能否布放受平臺設(shè)備影響很大。
隨著我國海洋監(jiān)測能力的迅速提高，很多海域都迫切需要安裝相關(guān)傳感器鏈來監(jiān)測該海域海水剖面水質(zhì)參數(shù)或其它海洋動力參數(shù)。在專業(yè)海洋調(diào)查船數(shù)量有限的條件下，利用大型海洋浮標(biāo)及海上平臺等已有設(shè)施布置傳感器鏈獲得所需數(shù)據(jù)顯然將成為一種有效的途徑。
因此，為擺脫這種在浮標(biāo)上必須依靠專業(yè)船只、在平臺上依靠專用吊車布放傳感器鏈的困難和不利狀況，改變水下傳感器鏈的安全、快速的海上布放、回收方式及減輕其海上作業(yè)難度勢在必行。本發(fā)明是基于這些已有的大型海洋浮標(biāo)錨鏈及海洋平臺樁腿作為測量需要布放的傳感器鏈的承載體而專門設(shè)計的快速布放裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種水下傳感器鏈的快速布放裝置。
本發(fā)明的另一目的在于通過磁性吸附部件的設(shè)置同時實現(xiàn)水下傳感器鏈的快速回收和布放。
本發(fā)明根據(jù)已有傳感器鏈的形成方式及其使用中所應(yīng)注意的避免碰撞問題，提出了一種基于大型海洋浮標(biāo)的錨鏈或海上平臺樁腿，將所需的水下傳感器鏈進(jìn)行快速布放和回收的專門裝置。本發(fā)明由于在布放時利用磁性吸附部件將主鋼纜上的傳感器鏈吸附在大型海洋浮標(biāo)的錨鏈上或海上平臺的樁腿上，以及其它類似的鏈狀或柱狀鋼結(jié)構(gòu)上(本發(fā)明以大型浮標(biāo)為例)，因此具有整體重量輕便、海上作業(yè)簡單、結(jié)構(gòu)可靠、布放與回收快速方便和安全的特點。
本發(fā)明有固定在三眼板上的懸掛鋼纜、回收鋼纜和主鋼纜三根鋼纜，其中在主鋼纜上固定多個有適當(dāng)間距的磁性吸附部件，以便在主鋼纜上的這些間距之間固定所需要的由多個傳感器形成的傳感器鏈，除主鋼纜外，另外兩根鋼纜的另一端分別固定在浮標(biāo)的底部和上側(cè)部，且能通過上述對回收鋼纜的快速收放實現(xiàn)傳感器鏈的快速收放。
磁性吸附部件包括不銹鋼結(jié)構(gòu)主體及其兩端用來吸附錨鏈的磁鋼、和固定主鋼纜的夾塊與螺栓，且此磁鋼是密封安裝在不銹鋼結(jié)構(gòu)主體一端的薄壁殼體內(nèi)。
為便于安裝，將上述懸掛鋼纜、回收鋼纜和主鋼纜是通過卸扣、套環(huán)以及鋼絲繩夾固定在三眼板上。


圖1本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2磁性吸附部件與錨鏈及主鋼纜連接示意圖之一(側(cè)視圖)。
圖3磁性吸附部件與錨鏈及主鋼纜連接示意圖之二(俯視圖)。
圖4利用本發(fā)明裝置布放與回收傳感器鏈時的示意圖。
圖5利用本發(fā)明裝置布置的傳感器鏈?zhǔn)疽鈭D。
其中1、懸掛鋼纜 2、回收鋼纜 3、主鋼纜 4、三眼板5、卸扣 6、套環(huán) 7、鋼絲繩夾 8、磁性吸附部件 9、不銹鋼結(jié)構(gòu)主體10、磁鋼 11、夾塊 12、螺栓 13、錨鏈 14、浮標(biāo) 15、傳感器16、電纜 17、扎帶。
具體實施例方式
本發(fā)明有固定在三眼板4上的懸掛鋼纜1、回收鋼纜2、主鋼纜3三根鋼纜，再在主鋼纜3上固定多個有適當(dāng)間距的磁性吸附部件8，以便在主鋼纜3的上的這些間距之間固定所需要的由多個傳感器15形成的傳感器鏈，除主鋼纜3外，另外兩根鋼纜的另一端分別固定在浮標(biāo)14的底部和上側(cè)部，且能通過上述對回收鋼纜2的快速收放實現(xiàn)傳感器鏈的快速收放。
磁性吸附部件8包括不銹鋼結(jié)構(gòu)主體9及其兩端用來吸附錨鏈13的磁鋼10和固定主鋼纜3的夾塊11與螺栓12，且此磁鋼10是密封安裝在不銹鋼結(jié)構(gòu)主體9一端的薄壁殼體內(nèi)(圖省略)。
如圖1所示，將懸掛鋼纜1、回收鋼纜2、主鋼纜3通過卸扣5、套環(huán)6以及鋼絲繩夾7固定在三眼板4上，再在主鋼纜3上固定適當(dāng)數(shù)量的保持一定間距的磁性吸附部件8即組成水下傳感器鏈的快速布放裝置。
懸掛鋼纜1有限位和承載兩個作用，將懸掛鋼纜1自由端固定在浮標(biāo)錨鏈(或平臺樁腿)的旁邊，以保證使固定在主鋼纜3上的由多個傳感器15組成的傳感器鏈(見圖5)與錨鏈(或平臺樁腿)保持平行，又可承受整個裝置及所掛傳感器等的重量。回收時若需要所掛傳感器等，在懸掛鋼纜1的上端固定不動的情況下，就可以通過對回收鋼纜2，即可實現(xiàn)傳感器鏈的快速收放，從而也能實現(xiàn)傳感器鏈的快速更換與維修的目的。
如圖2及圖3所示，磁性吸附部件8最簡單的組成包括不銹鋼結(jié)構(gòu)主體9、磁鋼10、夾塊11、螺栓12。磁鋼10是密封安裝在不銹鋼結(jié)構(gòu)主體9一端的薄壁殼體內(nèi)，這樣可在磁鋼10的磁性損失很小的情況下，即可使磁鋼10與海水隔離，防止它被海水腐蝕，又可利用磁鋼10的磁性，將磁性吸附部件8吸附在錨鏈13(或平臺樁腿等)上。不銹鋼結(jié)構(gòu)主體9的另一端是與夾塊11相匹配的結(jié)構(gòu)，通過螺栓12可將不銹鋼結(jié)構(gòu)主體9與夾塊11安裝固定在主鋼纜3上。如果有必要也可在不銹鋼結(jié)構(gòu)主體9上聯(lián)接其它結(jié)構(gòu)(如安裝傳感器或電纜固定裝置等)以達(dá)到所需目的。顯然磁鋼10的磁性大小不難根據(jù)要投放的傳感器鏈和本裝置在海水中受力情況確定，要確保在惡劣的海況下，憑借多個磁鋼10的強(qiáng)磁吸力，克服海流對傳感器鏈的沖擊力，使磁性吸附部件8可靠的吸附在錨鏈13(或平臺樁腿等)上，以避免傳感器鏈與錨鏈13之間的碰撞。
現(xiàn)以在大型海洋浮標(biāo)上利用本發(fā)明布放傳感器鏈為例說明其方法和裝置的優(yōu)越性。
如圖4所示，先將懸掛鋼纜1的自由端固定在浮標(biāo)14底部靠近錨鏈13的適當(dāng)位置上(也可直接固定在錨鏈13上)，再在主鋼纜3上根據(jù)需要在磁性吸附部件8之間固定適當(dāng)數(shù)量的傳感器15，形成傳感器鏈。磁性吸附部件8安裝的數(shù)量須根據(jù)傳感器15的數(shù)量及重量確定。如果傳感器15必須有電纜16存在(自容式傳感器自身可存儲數(shù)據(jù)，不需要電纜)，則傳感器15的電纜16可用扎帶17從下到上依次捆扎在主鋼纜3及回收鋼纜2上(電纜16在經(jīng)過三眼板4時，要留有長度上的余量，以防止被拉斷)。
操作人員在作業(yè)船上將回收鋼纜2的自由端臨時固定在船邊，以防止操作失誤將整套裝置沒入水中，然后將主鋼纜3的下端從浮標(biāo)14的旁邊順序放入水中。如圖4所示，待主鋼纜3全部入水后，拖住回收鋼纜2繼續(xù)向下放，在該裝置重力及操作人員施加在回收鋼纜2上的拉力作用下，主鋼纜3經(jīng)三眼板4受懸掛鋼纜1的牽制逐漸靠向浮標(biāo)14的錨鏈13。回收鋼纜2繼續(xù)下放至完全松弛時，整個裝置及傳感器鏈的重量全由懸掛鋼纜1所承受，安裝在主鋼纜3上的磁性吸附部件8也會逐個吸附在錨鏈13上，如圖5所示。最后將回收鋼纜2的上端從作業(yè)船上松開并固定在浮標(biāo)14上，將傳感器15的電纜16接到浮標(biāo)14內(nèi)的設(shè)備上，即完成傳感器鏈的布放任務(wù)。
傳感器鏈的回收過程與布放過程相反。應(yīng)先將傳感器鏈15的電纜16斷開，將回收鋼纜2的上端從浮標(biāo)14上松開并臨時固定在作業(yè)船上。因裝置下端僅是通過多個磁性吸附部件8與錨鏈13吸附在一起，向上拖動回收鋼纜2時，磁性吸附部件8會沿錨鏈13向上滑動，從而將裝置拉起，最終磁性吸附部件8被從上到下逐個與錨鏈13拉開，待主鋼纜3完全被拖上來后，即可實現(xiàn)傳感器鏈的更換、維修、回收等目的。
顯然，使用本發(fā)明布放與回收傳感器鏈不需要專業(yè)船只(或平臺吊車等大型設(shè)備)參與，測量常規(guī)水質(zhì)參數(shù)(如溫度、鹽度、壓力、溶解氧、濁度、葉綠素等)的傳感器鏈一般可由幾個操作人員手動實現(xiàn)布放與回收，如果遇到重量大的傳感器組成的傳感器鏈或組成傳感器鏈的傳感器很多時，可利用手動絞車等簡易省力工具進(jìn)行布放與回收。因此，相對傳統(tǒng)傳感器鏈的布放與回收，本發(fā)明裝置具有海上作業(yè)簡單、結(jié)構(gòu)可靠、布放與回收快速方便安全的特點，將為提高我國海洋環(huán)境監(jiān)測能力，整體上提升我國的海洋監(jiān)測技術(shù)發(fā)揮重要作用。
權(quán)利要求
1 一種水下傳感器鏈的快速布放裝置，其特征是有固定在三眼板(4)上的懸掛鋼纜(1)、回收鋼纜(2)和主鋼纜(3)三根鋼纜，再在主鋼纜(3)上固定有間距的多個磁性吸附部件(8)，以便在主鋼纜(3)的間距上固定所需要的多個連有相應(yīng)電纜(16)的傳感器(15)形成的傳感器鏈，除主鋼纜(3)，另外懸掛鋼纜(1)與回收鋼纜(2)的另一端分別固定在浮標(biāo)(14)的底部和上側(cè)部，且能通過上述對回收鋼纜(2)的快速收放實現(xiàn)傳感器鏈的快速收放。
2 如權(quán)利要求1所述的水下傳感器鏈的快速布放裝置，其特征是磁性吸附部件(8)包括不銹鋼結(jié)構(gòu)主體(9)及其兩端用來吸附錨鏈(13)的磁鋼(10)和固定主鋼纜(3)的夾塊(11)與螺栓(12)。
3 如權(quán)利要求1所述的水下傳感器鏈的快速布放裝置，其特征是上述磁鋼(10)是密封安裝在不銹鋼結(jié)構(gòu)主體(9)一端的薄壁殼體內(nèi)。
4 如權(quán)利要求1所述的水下傳感器鏈的快速布放裝置，其特征是懸掛鋼纜(1)、回收鋼纜(2)和主鋼纜(3)是通過卸扣(5)、套環(huán)(6)以及鋼絲繩夾(7)固定在三眼板(4)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水下傳感器鏈的快速布放裝置，其特征是有固定在三眼板上的懸掛鋼纜、回收鋼纜和主鋼纜三根鋼纜，再在主鋼纜上固定有間距的多個磁性吸附部件，以便在主鋼纜的間距上固定所需要的多個連有相應(yīng)電纜的傳感器形成的傳感器鏈，除主鋼纜，另外掛鋼纜和回收鋼纜的另一端分別固定在浮標(biāo)的底部和上側(cè)部。所述的磁性吸附部件包括不銹鋼結(jié)構(gòu)主體及其兩端用來吸附錨鏈的磁鋼和固定主鋼纜的夾塊與螺栓，且此磁鋼是密封安裝在不銹鋼結(jié)構(gòu)主體一端的薄壁殼體內(nèi)。本發(fā)明裝置具有海上作業(yè)簡單、結(jié)構(gòu)可靠、布放與回收快速方便安全的特點，將為提高我國海洋環(huán)境監(jiān)測能力，整體上提升我國的海洋監(jiān)測技術(shù)發(fā)揮重要作用。
文檔編號G01N37/00GK1673680SQ200510042219
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者范秀濤, 李民, 張曙偉, 劉世萱, 趙力 申請人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所