[发明专利]探底折返式深海潜标系统

说明书

技术领域

本发明涉及海洋测量装置，特别是涉及深海潜标剖面测量装置。

背景技术

目前，深潜剖面浮标作为不断发展中的海洋剖面测量装置，已成为海洋环境监测的重要技术手段之一。深潜剖面浮标的潜标体设置测量传感器、数据记录装置和通讯装置，潜标体内配置浮力泵，浮力泵调节潜标体水下排水量以调整体其水下浮力。潜标体靠自身的重量从海面下潜，下潜到一定深度后，在浮力泵调整的浮力作用下上升。潜标体下潜和上升的过程中，测量和记录海水水柱的温度、盐度和深度的海洋环境的垂直剖面信息。潜标体上浮至海面后，通讯装置向岸上发送测量数据，然后整个深潜剖面浮标被回收。

现有深潜剖面浮标采用浮力泵调整潜标体水下浮力以实现其剖面运动，但是，剖面运动范围有限，一般往返于海水表面和2000米深度处，不能实现深海和海底的测量。而且，浮力泵及其浮力调整体机构较复杂，任何浮力调整的微小差异都会使深潜剖面浮标的水下测量受到影响。

发明内容

针对现有技术的深潜剖面浮标采用浮力泵调整水下浮力实现其剖面运动所存在的问题，本发明推出探底折返式深海潜标系统，其目的在于，在潜标体球形耐压舱上设置触发动作机构，使垂直下潜到海底的潜标体在触底的瞬间启动触发动作机构，完成海底采样和释放抛载重物并上浮，以完成深潜剖面浮标获取从海面至海底的海水水柱的垂直剖面信息。

本发明所涉及的探底折返式深海潜标系统包括球形耐压舱和触发动作机构，触发动作机构固定设置在作为潜标体的球形耐压舱底部，球形耐压舱由上下两个半球形端盖通过螺栓连接而成，触发动作机构包括注射器式采样机构、抛载机构和探底触发机构。

球形耐压舱的半球形上端盖顶部安装有温盐深测量传感器、GPS与无线通讯集成天线。球形耐压舱的半球形上端盖顶部中心位置设置吊钩，用于吊放球形耐压舱。球形耐压舱的半球形上端盖周向均布三个荧光孔，荧光孔内部安装红色和黄色荧光灯。半球形下端盖周向间隔均布三个照明孔和三个摄像孔，照明孔内部安装照明灯，摄像孔内部安装摄像头。

球形耐压舱内部固定安装有电器托盘，电器托盘的上部固定安装视频信号处理单元、GPS和无线通讯处理单元、电源管理及系统控制电路、数据存取硬盘，电器托盘下部固定安装电池包，以保证潜标系统的重心在浮心下方，电器托盘开有走线孔，方便上部电器与下部电池包之间的电器接线。电源管理及系统控制电路通过相应接口分别与荧光灯、照明灯、温盐深测量传感器、视频信号处理单元、GPS和无线通讯处理单元、数据存取硬盘、电池包，视频信号处理单元与三个摄像头相连，GPS和无线通讯单元与GPS和无线通讯天线相连。

触发动作机构的注射器式采样机构、抛载机构和探底触发机构固定设置在球形耐压舱半球形下端盖底部。

注射器式采样机构通过法兰与半球形下端盖固定连接，包括活塞缸、活塞、拉簧、采样软绳和橡胶球。活塞缸上端部固定在半球形下端盖上，活塞、拉簧设置在活塞缸内部，拉簧一端由销钉固定在活塞缸上端，拉簧另一端与活塞固定连接。活塞的凸起端头固定连接采样软绳，采样软绳上固定设置橡胶球，从橡胶球到活塞端头的采样软绳长度小于拉簧的收缩行程，橡胶球的直径大于活塞缸顶端端口的内径。

探底触发机构包括探底钩竿和触发支架。触发支架为“∏”型构件，上部与半球形下端盖固定连接，下部伸出长短不同的两竖直件，短竖直件的端部有软绳过孔，长竖直件上有两个竖直滑动导向孔。探底钩竿为带有弯钩的竖直杆，竖直杆插在触发支架长竖直件的两个竖直滑动导向孔中，弯钩的钩尖上套有抛载机构的抛载软绳和注射器式采样机构的采样软绳。

抛载机构包括抛载重物、抛载支架和抛载软绳。抛载重物设置在抛载支架下部，抛载支架下部的伸长杆插进抛载重物的中心孔内，抛载支架上端设置有阶梯凸台，阻止抛载重物向上移动。抛载软绳一端与抛载重物顶端固定连接，另一端穿过探底触发机构触发支架短竖直件软绳过孔后，打成环扣套在探底钩竿弯钩的钩尖上。

探底折返式深海潜标系统在抛载重物的重力作用下垂直下潜到海底。在潜标系统着底的瞬间，探底触发机构动作。球形耐压舱下部探底触发机构的探底钩竿竖直杆受到海底的反向推力并相对触发支架向上移动，探底钩竿弯钩钩尖上以环扣形式连接的抛载软绳和采样软绳因为受到软绳过孔阻止不能随探底钩竿相对于触发支架向上竖直运动而从弯钩钩尖上脱落。