[发明专利]水下便携插针式坐底剖面仪

说明书

技术领域

    本发明涉及一种用于水下移动监测平台的便携式剖面仪，尤其是水下便携插针式坐底剖面仪。

背景技术

  便携式剖面仪是为水下移动监测提供的平台。在现有的剖面仪中，对于剖面运动控制方式，有螺旋桨驱动式，油囊式浮力调节方式。其中螺旋桨驱动方式驱动力大，运动控制精确，是主动式运动控制；油囊式浮力调节方式，其密封方式简单，为被动式运动控制，利用改变排水体积，改变浮力的大小，从而实现剖面仪的垂直剖面运动控制。但这两种方式均存在各自的缺点：螺旋桨式虽然控制精确，但是其噪声大，会为水下的一些数据测量带来噪声误差，同时因为其属于主动运动方式，能量消耗大，不利于剖面仪的长期续航；对于油囊式浮力调节，其需要配备一个专门的油路系统，包括油缸，油阀等，结构不够简洁，不利于实现剖面仪的便携式。另一方面，对于剖面仪的坐底功能，现有的剖面仪往往采用负浮力的方式，利用剖面仪自重，简单的使剖面仪放在海床上。但这一方式存在的缺点是：由于剖面仪和海床之间没有连接，当有海水测流的时候，剖面仪很可能会被倾翻，产生失效。

发明内容

   本发明的目的是针对现有剖面仪在剖面运动控制方式以及坐底方式的缺陷，提出一种结构简洁、运行可靠的水下便携插针式坐底剖面仪。

本发明的水下便携插针式坐底剖面仪包括：二端分别有上端盖和下端盖的密封腔体，上端盖的外侧具有与腔体贯通的缸体并安装有上导流罩，缸体的顶端有孔，下端盖的外侧安装有下导流罩，腔体内装置有贯通式步进电机，贯通式步进电机的中心轴上贯穿有丝杠，丝杠的上端与位于缸体内的活塞相连，活塞与缸体的配合面上设有密封圈，丝杠的下端通过联轴器与坐底插针的上端连接，坐底插针的下端穿过下端盖以及下导流罩，坐底插针与下端盖的配合面上设有密封圈，下端盖上有轴向孔，孔内装置传感器，传感器与下端盖的接触面上设有密封圈，腔体内安装控制单元和电池。

       本发明中，所述的传感器可根据实际应用情况选用温度传感器、压力传感器或盐度传感器。

   水下便携插针式坐底剖面仪的工作原理：

当剖面仪需要上浮以及收回坐底插针时，贯通式步进电机带动丝杠向上运动，活塞在丝杠的带动下在缸体内向上运动，使得缸体内的海水通过缸体顶端的孔排出，整个剖面仪的排水体积因此增大，使得剖面仪受到的浮力增加，剖面仪上浮；同时，丝杠向上的运动通过联轴器带动坐底插针向上运动，实现坐底插针收回，可让剖面仪脱离海床。

当剖面仪需要下潜以及伸出坐底插针时，贯通式步进电机带动丝杠向下运动，活塞在丝杠的带动下在缸体内向下运动，从而让海水通过缸体顶端的孔吸入到缸体内，使剖面仪的排水体积减小，剖面仪受到的浮力减小，剖面仪下潜；同时，丝杠向下的运动通过联轴器带动坐底插针向下运动，使坐底插针伸出，插入到海床里，实现坐底。控制单元为剖面仪的运动以及传感器采集提供控制指令；传感器的作用是采集水下温度、压力或盐度的数据；电池提供电能。

本发明通过贯通式步进电机调节剖面仪上浮或下行，大大简化了中间传动结构，在坐底过程中利用坐底插针插入到海床里，让剖面仪与海床很好的连接固定，可以抵抗一定程度的海流，防止剖面仪被海流倾翻，同时当剖面仪需要脱离海床时，插针能够收回，使得剖面仪能脱离海床，实现上浮。本发明结构紧凑，体积小，重量轻，运行可靠。

附图说明

    图1为水下便携插针式坐底剖面仪结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明。

参照图1，本发明的水下便携插针式坐底剖面仪包括：二端分别有上端盖2和下端盖3的密封腔体1，上端盖2的外侧具有与腔体1贯通的缸体14并安装有上导流罩4，缸体14的顶端有孔15，下端盖3的外侧安装有下导流罩5，腔体1内装置有贯通式步进电机8，贯通式步进电机8的中心轴上贯穿有丝杠7，丝杠7的上端与位于缸体14内的活塞6相连，活塞6与缸体14的配合面上设有密封圈18，丝杠7的下端通过联轴器10与坐底插针9的上端连接，坐底插针9的下端穿过下端盖3以及下导流罩5，坐底插针9与下端盖3的配合面上设有密封圈17，下端盖3上有轴向孔，孔内装置传感器12，传感器12与下端盖3的接触面上设有密封圈16，腔体1内安装控制单元11和电池13。