[发明专利]往复式海洋微结构剖面仪的探测方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋探测设备技术领域，涉及一种能够进行全方位海洋探测的仪器，特别是一种往复式海洋微结构剖面仪的探测方法。

背景技术

人类对海洋的认知和探索最早可以追溯到公元前3世纪，之后相继经历了纯商贸、探险航行，融合科学意味的航行，和基于现代科技的纯科学考察三个过程。海洋学是一门以观测为基础的科学，海洋认识的每一次飞跃无不是建立在新的观测方式和测量仪器的问世基础上。回顾海洋观测史，声学多普勒海流计的问世使得人们掌握了全球大尺度的环流结构，温盐深剖面仪的出现使得人们清楚了整个海洋大尺度的水团形成及转换，各种卫星高度计的发射升空使得人们对海洋中的中小尺度过程，如中尺度涡、内波等在空间结构、时间演变等方面有了初步的认识。

海洋学的研究在大尺度及中尺度过程方面已经取得较大进展，而在微尺度方面的科学研究才刚刚开始。近年来，高频采样的剪切、温度、电导率探头相继研制成功，使得针对海洋微尺度的研究拉开帷幕。目前，海洋微结构的测量方式主要有两种：锚系定点测量和船载垂向剖面测量。锚系定点测量只能对海洋某一固定位置特定深度处进行测量，可以获得较好的时间序列观测，无法获得海洋微结构的垂向结构特征。船载垂向剖面测量依靠调查船完成由海表至某一深度处的海洋微结构测量，但无法获得海洋微结构的时间变异特征，且受海况及现场操作复杂等不利因素限制。对于海洋微结构的研究，时间变异和空间结构是刻画其特点的重要参量，基于此，发展同时获得垂向空间结构及时间变化的海洋微结构观测仪器亟待解决。

对于海洋微结构的描述或者研究，湍动能耗散率是一个重要的物理量，它表征湍流能量耗散强度。因此，对于它的直接、准确的测量对于研究湍流能量的传递及耗散具有重要意义。近些年，利用高频采样的剪切探头已经能够较准确地测量湍动能耗散率，但是它的应用或者是基于锚系定点测量，或者是船载垂向剖面测量，一直未能实现两者的融合。可见，为了突破海洋微结构观测的此类瓶颈，创新观测方式及平台，实现高频采样的剪切探头在两个平台的有机融合，意义重大。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种在海域内固定穿设钢缆，且采用对称稳定结构，通过剪切探头的直接检测，达到湍动能耗散率的长期连续剖面观测的往复式海洋微结构剖面仪的探测方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：往复式海洋微结构剖面仪的探测方法，所述往复式海洋微结构剖面仪包括第一剖面仪子单元、第二剖面仪子单元及中央立架，两个剖面仪子单元一左一右固定在中央立架上，在中央立架的中轴线上设置有用以供钢缆与中央立架连接的钢缆穿经孔，钢缆通过钢缆穿经孔纵向贯穿于中央立架，中央立架能沿钢缆上、下滑移，在钢缆上设置有用于限制中央立架滑移距离的上限位部与下限位部，第一剖面仪子单元从上至下依次设置有第一浮力驱动部与第一观测部，第一浮力驱动部从上至下依次设置有浮漂舱、驱动舱与耐压舱，在浮漂舱内设置有上方油囊，在耐压舱内设置有下方油囊，在驱动舱内设置有驱动泵组件及电磁阀，驱动泵组件通过出油管路连通上方油囊与下方油囊，电磁阀通过回油管路连通上方油囊与下方油囊，第一观测部电连接有控制器，控制器电连接驱动泵组件及电磁阀；第二剖面仪子单元从上至下依次设置有第二浮力驱动部与第二观测部，第二浮力驱动部从上至下依次设置有浮漂舱、驱动舱与耐压舱，在浮漂舱内设置有上方油囊，在耐压舱内设置有下方油囊，在驱动舱内设置有驱动泵组件及电磁阀，驱动泵组件通过出油管路连通上方油囊与下方油囊，电磁阀通过回油管路连通上方油囊与下方油囊，第二观测部电连接有控制器，控制器电连接驱动泵组件及电磁阀；所述探测方法包括以下步骤：

1)、系统启动：将上述钢缆预先在海域中定位，并贯穿于往复式海洋微结构剖面仪的中央立架，往复式海洋微结构剖面仪沿钢缆由上至下自主滑入海水深处，第一、第二剖面仪子单元的观测单元开启进行海洋剖面数据检测，与此同时，第一、第二剖面仪子单元中的浮力驱动单元开启，执行机体的升降运作；

2)、检测海洋动力环境信息剖面数据：

a、温度检测：在第一剖面仪子单元的第一观测部中，通过温度探头内的普通温度检测模块与快速温度检测模块来实现海洋剖面温度的测量；

b、剪切检测：在第一剖面仪子单元的第一观测部中，通过剪切探头内的剪切检测模块测量出海流的高频脉动速度，根据高频脉动流速的剪切值直接推算出湍动能耗散率；

c、深度检测：在第一剖面仪子单元的第一观测部中，通过深度探头内的压力检测模块测量出剖面仪在水中深度，进而求得下放或上升的速度，用于湍动能耗散率的计算；