[发明专利]一种可自动调平式剖面测量浮标浮力调节系统及方法

说明书

本发明公开了一种可自动调平式剖面测量浮标浮力调节系统及方法：包括高耐压玻璃球舱、泵油单元、单向阀、四位五通球阀、三位三通球阀、二位二通球阀、一号高扭矩舵机、二号高扭矩舵机、三号高扭矩舵机、油量检测单元、无线数据传输模块、姿态传感器、嵌入式控制单元、内油缸、五通转接头、四个外油囊；泵油单元包括柱塞泵与直流减速电机，柱塞泵连接管路并伸入内油缸，连接单向阀，单向阀一路连接二位二通球阀，一路连接三位三通球阀，二位二通球阀连接管路并伸入内油缸，三位三通球阀连接四位五通球阀；四个外油囊分别连接四位五通球阀。本发明以降低配平操作复杂度、提高浮标配平自动化水平，同时保证浮标运动过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及剖面测量浮标浮力调节系统及方法，更具体的说，是涉及一种可自动调平式剖面测量浮标浮力调节系统及方法。

背景技术

剖面测量浮标在投放前，技术人员会根据浮标的排水体积、质量以及海水密度增减配重，以实现浮标在初始投放状态下完全浸没并悬浮于海平面以下。但浮标的体积、质量以及海水密度的测量精度误差会导致技术人员在增减配重的过程中存在过配或少配情况发生，这将导致浮标无法按照要求完成指定深度范围的运动。

由于技术人员在增减配重时无法精确控制浮标重心，重心的偏移会导致剖面测量浮标在水中无法保持水平状态，从而导致浮标内部元件对仪器舱施加的力不均匀，而且内部管路可能因此受力，使得浮标内部元件的可靠性和稳定性下降。同时，剖面测量浮标外形设计时的阻尼系数是按照水平状态上浮和下潜运动设计的，浮标的倾斜可能会造成运动过程中所受阻力偏离预期。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种可自动调平式剖面测量浮标浮力调节系统及方法，以降低配平操作复杂度、提高浮标配平自动化水平，同时保证浮标运动过程的稳定性。

本发明的目的可通过以下技术方案实现。

本发明可自动调平式剖面测量浮标浮力调节系统，包括高耐压玻璃球舱，所述高耐压玻璃球舱内侧设置有泵油单元、单向阀、四位五通球阀、三位三通球阀、二位二通球阀、一号高扭矩舵机、二号高扭矩舵机、三号高扭矩舵机、油量检测单元、无线数据传输模块、姿态传感器、嵌入式控制单元、内油缸、五通转接头，所述高耐压玻璃球舱外侧等间距对称设置有四个外油囊；

所述泵油单元包括通过联轴器相连接的柱塞泵与直流减速电机，所述柱塞泵进油口连接管路并伸入内油缸内底处，所述柱塞泵出油口通过管路连接单向阀入口，所述单向阀出口分为两路，一路通过管路连接二位二通球阀的P3口，一路通过管路连接三位三通球阀的P1口，所述二位二通球阀的T3口连接管路并伸入内油缸内底处，所述三位三通球阀的A1口连接四位五通球阀的P2口，所述三位三通球阀的B1口连接五通转接头的其中一个端口；四个外油囊一端口分别连接四位五通球阀的A2、B2、C2、D2口，另一端口分别连接五通转接头的其余四个端口；

所述一号高扭矩舵机与三位三通球阀通过联轴器相连，所述二号高扭矩舵机与四位五通球阀通过联轴器相连，所述三号高扭矩舵机与二位二通球阀通过联轴器相连，所述一号高扭矩舵机、二号高扭矩舵机、三号高扭矩舵机、直流减速电机均与嵌入式控制单元电连接；所述油量检测单元与内油缸内部的活塞相连，与嵌入式控制单元通过数据线相连，所述姿态传感器水平安装在高耐压玻璃球舱内部，与嵌入式控制单元通过数据线相连，所述无线数据传输模块通过插接件连接到嵌入式控制单元。

所述三位三通球阀通过一号高扭矩舵机控制实现一进两出的流向且保证单一出口导通或两路均截止；所述四位五通球阀通过二号高扭矩舵机驱动控制实现一进四出的流向并且实现球阀在各个位置保持单个通路；所述二位二通球阀通过三号高扭矩舵机驱动控制实现自身导通和截止状态的切换。

本发明的目的还可通过以下技术方案实现。

本发明可自动调平式剖面测量浮标浮力调节系统的浮力调节方法，包括三个阶段：水面调平阶段、排油上浮阶段、回油下潜阶段；