專利名稱：自持式剖面探測浮標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于0至2000米海洋剖面內(nèi)溫度鹽度等數(shù)據(jù)采集測量，亦可用于氣象預(yù) 報(bào)、軍事偵察等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海洋是人類的一個(gè)巨大資源寶庫，海洋浮標(biāo)系統(tǒng)是開發(fā)海洋、綜合利用海洋資源 必備的綜合性設(shè)備，是當(dāng)今構(gòu)成全天候海洋立體觀測體系中的一個(gè)重要組成部分。浮標(biāo)提 供的實(shí)時(shí)資料和長期連續(xù)的觀測資料不但用于海洋開發(fā)、海洋科學(xué)研究、海水養(yǎng)殖、海洋捕 撈、海上工程建設(shè)、海上交通運(yùn)輸、海洋救助、海洋石油開發(fā)和海底礦產(chǎn)資源的開采，而且還 是國家制訂近期和長期海洋規(guī)劃的依據(jù)。國外自持式剖面探測浮標(biāo)是在浮標(biāo)底部安裝皮囊，通過向皮囊里注入和抽出液壓 油達(dá)到改變浮標(biāo)的體積，從而實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)的上浮和下沉。由于海底壓力隨著深度的變化不是 嚴(yán)格呈規(guī)律性變化，此種結(jié)構(gòu)的浮標(biāo)需要考慮受海底壓力作用皮囊的變形量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于減少海底壓力對(duì)皮囊的變形量，設(shè)計(jì)出一種通過液壓缸推 動(dòng)浮標(biāo)內(nèi)外殼體相互運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到改變浮標(biāo)體積的目的，提高浮標(biāo)在海底的定位精度。本實(shí)用新型的自持式剖面探測浮標(biāo)采用純剛性結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)的皮囊式結(jié)構(gòu)需 要考慮自身受壓形變的問題，而不能準(zhǔn)確的到達(dá)預(yù)定的深度，本實(shí)用新型的皮囊主要用來 保護(hù)浮標(biāo)殼體外表面，同時(shí)起到對(duì)浮標(biāo)整體的密封作用，在浮標(biāo)需要縮小體積時(shí)通過皮囊 的彈性拉力(和浮標(biāo)體內(nèi)的負(fù)壓效應(yīng))將壓力油從液壓缸中壓出；本實(shí)用新型只要將液壓 缸腔體注滿液壓油，通過液壓缸推動(dòng)整個(gè)浮標(biāo)內(nèi)外殼相互運(yùn)動(dòng)，所以在要求達(dá)到同樣的浮 力要求時(shí)比國外自持式剖面浮標(biāo)需要更少的液壓油；本實(shí)用新型只需少量的能量驅(qū)動(dòng)，工 作壽命長。本實(shí)用新型的自持式剖面探測浮標(biāo)內(nèi)部安裝液壓缸(7)，缸頭與法蘭(9)連接，缸 體與法蘭(23)連接，通過液壓缸(7)的伸長與縮短推動(dòng)法蘭(9)與法蘭(23)相互靠近與分 離，來實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)體積的增大與減?。煌ㄟ^減速電機(jī)(18)，液壓泵(19)，將液壓油注入液壓缸，實(shí)現(xiàn)液壓缸(7)的伸長；在浮標(biāo)內(nèi)部安裝微型真空泵(11)，當(dāng)浮標(biāo)上升到海面時(shí)，將浮 標(biāo)內(nèi)部抽成真空，實(shí)現(xiàn)液壓缸⑵的縮短；在內(nèi)殼⑷和外殼(5)外包圍皮囊(6)，通過皮囊 (6)的收縮同時(shí)實(shí)現(xiàn)液壓缸(7)的縮短；在安裝單向閥孔(12)，安裝天線孔(13)，安裝傳感 器孔(14)安裝密封圈；在頂蓋(10)和法蘭(9)，法蘭(9)和外殼(5)之間安裝密封圈；在 內(nèi)殼(4)和法蘭(23)，法蘭(23)和底蓋(24)之間安裝密封圈；在內(nèi)殼(4)和外殼(5)之 間安裝密封圈；在內(nèi)殼(4)和外殼(5)外包圍皮囊(6)，頂蓋(10)和法蘭(9)與底蓋(24) 和法蘭(23)固定皮囊(6)，皮囊對(duì)浮標(biāo)外殼進(jìn)行腐蝕保護(hù)并起到一定得密封作用。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型自持式剖面探測浮標(biāo)作進(jìn)一步闡述和說明。

圖1 自持式剖面探測浮標(biāo)結(jié)構(gòu)簡圖圖2 夾持液壓缸機(jī)構(gòu)圖3 夾持電池和固定電路板機(jī)構(gòu)圖1 自持式剖面探測浮標(biāo)結(jié)構(gòu)簡圖，其中包括固定電池組及固定電路板的夾子
(I)，電池組(2)，電路板(3)，浮標(biāo)內(nèi)殼(4)，浮標(biāo)外殼(5)，皮囊(6)，液壓缸(7)，法蘭(8) 安裝固定減速電機(jī)(18)的支撐架(17)，法蘭(9)連接液壓缸(7)的缸頭和安裝微型氣泵
(II)，浮標(biāo)頂蓋(10)，安裝單向閥孔(12)，安裝天線孔(13)，安裝傳感器孔(14)，密封圈 (15)和(16)，液壓泵(19)，固定液壓缸用夾子(20)，密封圈(21)和(22)，法蘭(23)安裝固 定電池組用夾子(1)、固定液壓缸用夾子(20)、液壓泵(19)，浮標(biāo)底蓋(24)。圖2 夾持液壓缸機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)如圖1中的(20)，首先將底座固定于法蘭(23)上， 然后裝入液壓缸(7)，最后將桿(25)、(26)通過螺栓固定于基座上。圖3 夾持電池和固定電路板機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)如圖1中的(1)，首先將底座固定于法蘭 (23)上，然后裝入電池組(2)，最后將桿(27)通過螺栓固定于基座上，桿(27)上的空用來 固定電路板(3)。
具體實(shí)施方式
浮標(biāo)的工作過程是開機(jī)，浮標(biāo)伸長外殼在水面漂浮，進(jìn)行ARGOS通訊；收縮外殼， 浮標(biāo)下潛到預(yù)定深度；到預(yù)定滯留時(shí)間，外殼再次收縮，下潛到采集數(shù)據(jù)所需的深度；到達(dá) 設(shè)定深度立即伸長逐漸到最大體積，浮標(biāo)上浮，采集預(yù)定層深的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；浮標(biāo)到達(dá)水 面；與ARGOS衛(wèi)星進(jìn)行6h通訊傳輸本次剖面測量所存儲(chǔ)溫、鹽、深數(shù)據(jù)；收縮外殼，浮標(biāo)再 次下潛，進(jìn)入第二個(gè)剖面測量；循環(huán)工作直至電池耗盡。當(dāng)浮標(biāo)需要上升時(shí)，減速電機(jī)(18)工作，驅(qū)動(dòng)液壓泵(19)將液壓油注入液壓缸 (7)，液壓缸(7)伸長，推動(dòng)法蘭(9)和法蘭(23)相互分離，法蘭(9)和法蘭(23)分別帶動(dòng) 外殼(5)和內(nèi)殼(4)運(yùn)動(dòng)，從而增大浮標(biāo)的體積，進(jìn)而增大浮標(biāo)的浮力。當(dāng)浮標(biāo)需要下沉?xí)r，減速電機(jī)(18)停止工作，微型真空泵(11)將浮標(biāo)腔內(nèi)抽成真 空，使浮標(biāo)體內(nèi)形成負(fù)壓狀態(tài)，一方面可以防止腔內(nèi)元器件氧化，另一方面提高了整個(gè)浮標(biāo) 的密封性，在海面時(shí)皮囊(6)處于拉升狀態(tài)，依靠浮標(biāo)負(fù)壓狀態(tài)和皮囊(6)的彈性拉力將液 壓缸中壓力油壓出，拉動(dòng)法蘭(9)和法蘭(23)相互靠近，法蘭(9)和法蘭(23)分別帶動(dòng) 外殼(5)和內(nèi)殼⑷運(yùn)動(dòng)，浮標(biāo)體積縮小，進(jìn)而減小浮標(biāo)的浮力。
權(quán)利要求1.自持式剖面探測浮標(biāo)，主要由液壓缸、液壓泵、微型真空泵、減速馬達(dá)，內(nèi)外殼、頂蓋、 底蓋、法蘭、安裝單向閥孔、安裝天線孔、安裝傳感器孔等組成，其特征是整個(gè)結(jié)構(gòu)都需要防 水密封裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的自持式剖面探測浮標(biāo)，其特征是在浮標(biāo)內(nèi)部安裝液壓缸(7)， 缸頭與法蘭(9)連接，缸體與法蘭(23)連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的自持式剖面探測浮標(biāo)，其特征是在浮標(biāo)內(nèi)部安裝微型真空泵 (11)。
4.按照權(quán)利要求1所述的自持式剖面探測浮標(biāo)，其特征是在內(nèi)殼(4)和外殼(5)外包 圍皮囊(6)。
5.按照權(quán)利要求1所述的自持式剖面探測浮標(biāo)，其特征是在安裝單向閥孔(12)，安裝 天線孔(13)，安裝傳感器孔(14)安裝密封圈。
6.按照權(quán)利要求1所述的自持式剖面探測浮標(biāo)，其特征是在頂蓋(10)和法蘭(9)，法 蘭(9)和外殼(5)之間安裝密封圈；在內(nèi)殼(4)和法蘭(23)，法蘭(23)和底蓋(24)之間 安裝密封圈。
7.按照權(quán)利要求1所述的自持式剖面探測浮標(biāo)，其特征是在內(nèi)殼(4)和外殼(5)之間 安裝密封圈。
8.按照權(quán)利要求1所述的自持式剖面探測浮標(biāo)，其特征是在內(nèi)殼(4)和外殼(5)外包 圍皮囊(6)，頂蓋(10)和法蘭(9)與底蓋(24)和法蘭(23)固定皮囊(6)。
專利摘要一種自持式剖面探測浮標(biāo)，用來測量海洋0-2000米剖面內(nèi)的溫度、鹽度等數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的自持式剖面探測浮標(biāo)呈圓柱狀(如附圖所示)，在浮標(biāo)內(nèi)部安裝液壓缸(7)，缸頭與法蘭(9)連接，缸體與法蘭(23)連接，在浮標(biāo)內(nèi)部安裝微型真空泵(11)，在內(nèi)殼(4)和外殼(5)外包圍皮囊(6)。減速電機(jī)帶動(dòng)液壓泵，將壓力油注入液壓缸，液壓缸推動(dòng)浮標(biāo)殼體相互離開，從而增大浮標(biāo)的體積進(jìn)而增大浮標(biāo)浮力。到達(dá)海面后微型真空泵將浮標(biāo)腔內(nèi)抽成真空，利用負(fù)壓和皮囊的彈性拉力將壓力油從液壓缸中壓出，從而減小浮標(biāo)體積進(jìn)而減小浮標(biāo)浮力。浮標(biāo)下沉和上浮完成一個(gè)剖面測量，重復(fù)循環(huán)進(jìn)行剖面測量直至電池耗盡。
文檔編號(hào)G01C13/00GK201787941SQ20102003323
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者吳愛平, 李成龍, 李永樂, 王世明 申請(qǐng)人:吳愛平