[发明专利]小型机载投掷式海洋剖面探头下沉模型的实验装置

说明书

 

技术领域

本发明属于海洋探测器技术领域，尤其涉及一种测量海洋水文要素的小型机载投掷式海洋剖面探头下沉模型的实验装置。

 

背景技术

抛弃式海洋剖面探头主要应用于获取海流流速、温度、声速、盐度等海洋水文环境剖面参数。探头释放后入水深度随时间的变化关系是决定剖面参数分布探测精度的关键之一（这类探头一般不设专门的深度传感器）。小型机载投掷式海洋剖面探头下沉模型的实验装置用于测量剖面探头入水深度随时间的变化关系。依据实验结果，验证探头的外形、结构设计以及运动特性是否满足测深精度的需求。

国内在机载投掷式海洋剖面探头下潜模型方面研究较少，国家海洋局海洋技术中心参照AXBT的原理，研制了机载投弃式温盐深浮标。目前，剖面探头运动特性的验证实验大多在水箱中进行，用高速摄影机和高速录像拍摄记录探头下沉运动状态全过程，通过对高速摄影胶片判读并采用计算机对原始数据进行光顺、拟合、等份等手段，得到入水深度随时间的变化关系。韩光等同样采用高速摄像技术，将探头悬挂在3.5m水深的实验水箱上方，选择从四个不同高度释放，增加相应的入水速度，然后将不同高度的轨迹衔接在一起，获得全过程的下沉轨迹，但每次探头入水前与水面存在冲击，对水面及探头周围水流的影响较大，影响实验结果的精度。

 

发明内容

解决的技术问题：本小型机载投掷式海洋剖面探头下沉模型实验装置，测试剖面探头下沉运动特性的量程范围比较大，不仅可以在实验室水箱内进行实验，而且可以在水深大于10m的水域进行实验。

技术方案：小型机载投掷式海洋剖面探头下沉模型的实验装置，包括：控制计时器、电磁铁、光电传感器、反光片、卡槽、剖面探头、滑轮组、托盘浮体、支架、电源和释放线；释放线一端与剖面探头连接，另一端固定在固定端上，支架设于托盘浮体上；光电传感器、滑轮组、卡槽安装在支架上；电磁铁设于托盘浮体的底部，电磁铁的通断电受控制计时器的控制，并以此控制剖面探头的释放；反光片固定在光电传感器与固定端之间的释放线上，且放置在卡槽内；设定释放线的长度来控制剖面探头的下沉深度。

所述反光片设于光电传感器与固定端之间的释放线上，通过调整光电传感器另一侧释放线的长度来预设不同的下沉深度。

所述卡槽作为导轨，反光片在卡槽内移动。

所述控制计时器与电源连接。

所述滑轮组中间滑轮的下边缘切线低于前后两个滑轮上边缘的切线。

所述释放线自由漂浮在水中，留有2cm释放线在反光片和固定端之间。

所述光电传感器固定在支架上，反光片通过触发光电传感器，控制计时器停止计时。

该装置依靠电磁铁将剖面探头吸附在托盘浮体的底部。

原理：

1、根据预期的设计方案，设定释放线的长度来控制剖面探头的下沉深度，确保释放线大部分自由漂浮在水中，留有2cm释放线在反光片和固定端之间。

2、实验人员先将剖面探头牢固的系在释放线上，另一端固定在固定端上。

3、将反光片预置在光电传感器与固定端之间，距离光电传感器2cm的释放线上，并将其安放在卡槽内。

4、上述步骤准备完毕后，打开控制计时器电源，继电器触点闭合，将剖面探头吸附在托盘浮体底部的电磁铁上。

5、按下控制计时器上的“开始”键，继电器触点断开，电磁铁断电，探头主要在自身重力、浮力的共同作用下开始下沉，控制计时器开始计时，实时将计时时间显示在显示器上。

6、探头下沉到设定的深度后，释放线被拉直，带动反光片触发光电传感器，控制计时器停止计时，并将最终的计时时间显示在显示器上。

7、记录显示器上显示的时间数据并回收探头，完成一次实验操作。

8、依照上述步骤，可以进行剖面探头不同深度，不同质量的实验操作。