海洋动力环境多尺度同步观测潜标

摘要

本发明公开了一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标，包括竖向布置的缆绳，在缆绳的上部设置有第一温盐链、第二温盐链、微尺度定点湍流仪与主浮体，所述第一温盐链与第二温盐链均包括温度仪、温深仪和温盐深仪，主浮体位于第一温盐链和第二温盐链之间，主浮体上安装有声学多普勒流速剖面仪，在缆绳的中部设置有往复式微尺度湍流剖面仪，所述往复式微尺度湍流剖面仪上安装有温盐深仪、海流计以及用于观测湍流的剪切探头与快速温度探头，在缆绳的下部设置有深海海流与温盐测量单元，所述深海海流与温盐测量单元包括温盐深仪和海流计。本发明可实现全水深温度、盐度及流场等宏观尺度及湍流微观尺度等海洋动力环境参数长期连续的多尺度同步观测。

权利要求

1.一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标，其特征在于：包括竖向布置的缆绳，在缆绳的上部设置有第一温盐链、第二温盐链、微尺度定点湍流仪与主浮体，所述第一温盐链与第二温盐链均包括温度仪、温深仪和温盐深仪，主浮体位于第一温盐链和第二温盐链之间，主浮体上安装有声学多普勒流速剖面仪，在缆绳的中部设置有往复式微尺度湍流剖面仪，所述往复式微尺度湍流剖面仪上安装有温盐深仪、海流计以及用于观测湍流的剪切探头与快速温度探头，在往复式微尺度湍流剖面仪的行程两端设置有限位器，在缆绳的下部设置有深海海流与温盐测量单元，所述深海海流与温盐测量单元包括温盐深仪和海流计；在缆绳的顶端设置有第一子浮体，在缆绳的底端设置有锚泊系留与释放单元；所述微尺度定点湍流仪设置2～5个，且沿缆绳上下分层布置；所述主浮体位于水下500米处，所述声学多普勒流速剖面仪共设置2台，分别为用于观测主浮体向上500米流场的第一声学多普勒流速剖面仪和用于观测主浮体向下500米流场的第二声学多普勒流速剖面仪。

2.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标，其特征在于：所述往复式微尺度湍流剖面仪在水深1000米至2500米处，沿缆绳做往复运动。

3.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标，其特征在于：所述深海海流与温盐测量单元布置在水深2500米至海底处。

4.根据权利要求1所述的一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标，其特征在于：所述锚泊系留与释放单元包括双并联声学释放器、锚链和重力锚。

说明书

海洋动力环境多尺度同步观测潜标

技术领域

[0001] 本发明涉及一种海洋观测用潜标，具体地说是涉及一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标。

背景技术

[0002] 海洋潜标可实现潜标布放点处海洋环境参数的长期连续测量，是少数可以进行海洋环境参数定点连续观测的重要设备之一。现有普通海洋观测潜标大多仅能进行海洋温度、盐度、密度、压力、流速、流向等宏观尺度参量方面的观测，对海洋微尺度湍流方面的观测则较为欠缺，不能较好地实现海洋环境的多尺度同步全面观测。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标，以实现多尺度海洋环境参量同步观测，除了温度、盐度、密度、压力、流速、流向等宏观尺度参量的测量外，还可以获取海洋上层微尺度湍流定点数据以及海洋深层微尺度湍流的剖面数据等。

[0004] 本发明所采用的技术解决方案是：

[0005] 一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标，包括竖向布置的缆绳，在缆绳的上部设置有第一温盐链、第二温盐链、微尺度定点湍流仪与主浮体，所述第一温盐链与第二温盐链均包括温度仪、温深仪和温盐深仪，主浮体位于第一温盐链和第二温盐链之间，主浮体上安装有声学多普勒流速剖面仪，在缆绳的中部设置有往复式微尺度湍流剖面仪，所述往复式微尺度湍流剖面仪上安装有温盐深仪、海流计以及用于观测湍流的剪切探头与快速温度探头，在往复式微尺度湍流剖面仪的行程两端设置有限位器，在缆绳的下部设置有深海海流与温盐测量单元，所述深海海流与温盐测量单元包括温盐深仪和海流计；在缆绳的顶端设置有第一子浮体，在缆绳的底端设置有锚泊系留与释放单元。

[0006] 进一步的，所述微尺度定点湍流仪设置2～5个，且沿缆绳上下分层布置。

[0007] 进一步的，所述主浮体位于水下500米处，所述声学多普勒流速剖面仪共设置2台，分别为用于观测主浮体向上500米流场的第一声学多普勒流速剖面仪和用于观测主浮体向下500米流场的第二声学多普勒流速剖面仪。

[0008] 进一步的，所述往复式微尺度湍流剖面仪在水深1000米至2500米处，沿缆绳做往复运动，此段区域的缆绳为包塑缆绳。

[0009] 进一步的，所述深海海流与温盐测量单元布置在水深2500米至海底处；深海海流与温盐测量单元可根据测量需要分层设置数个高精度温盐深仪和单点式海流计。

[0010] 进一步的，所述锚泊系留与释放单元包括双并联声学释放器、锚链和重力锚。

[0011] 本发明的有益技术效果是：

[0012] 本发明可对潜标布放海域进行全水深宏观及微观多尺度海洋动力环境参数长期连续同步观测，除了可以获取温度、盐度、密度、压力、流速、流向等宏观尺度海洋环境参数外，还可以获取海洋上层的微尺度湍流定点数据以及海洋深层的微尺度湍流剖面数据等，二者同步获取可实现海洋动力环境变化机理的进一步深入认识，是未来海洋观测潜标的发展趋势。

附图说明

[0013] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

[0014] 图1为本发明海洋动力环境多尺度同步观测潜标的整体结构示意图。

[0015] 图中：1-缆绳，2-第一温盐链，3-第二温盐链，4-第一微尺度定点湍流仪，5-第二微尺度定点湍流仪，6-主浮体，7-声学多普勒流速剖面仪，8-往复式微尺度湍流剖面仪，9-第一限位器，10-第二限位器，11-高精度温盐深仪，12-单点式海流计，13-第一子浮体，
14-第二子浮体，15-双并联声学释放器，16-锚链，17-重力锚。

具体实施方式

[0016] 结合附图，一种海洋动力环境多尺度同步观测潜标，包括竖向布置的缆绳1，在缆绳1的上部设置有第一温盐链2、第二温盐链3、第一微尺度定点湍流仪4、第二微尺度定点湍流仪5与主浮体6。所述第一温盐链2与第二温盐链3均集成有温度仪、温深仪和温盐深仪，测温层厚10m-20m,用于观测表层至水下1000m剖面的温盐变化。第一微尺度定点湍流仪4和第二微尺度定点湍流仪5用于海洋上层微尺度湍流定点观测。主浮体6位于第一温盐链2和第二温盐链3之间。主浮体6包括主框架，主框架由316不锈钢制成，在主框架的外侧设置有玻璃微珠浮力材料层，用以提供系统静浮力。在主框架上安装有75kHz声学多普勒流速剖面仪7。主浮体6位于水下约500m处，声学多普勒流速剖面仪7共设置2台，分别为位于主浮体6顶端的第一声学多普勒流速剖面仪和位于主浮体6底端的第二声学多普勒流速剖面仪，第一声学多普勒流速剖面仪用于观测主浮体向上500m的流场，第二声学多普勒流速剖面仪用于观测主浮体向下500m的流场，从而以实现表层至1000m的测流，测流层厚8m-16m。在缆绳1的中部设置有往复式微尺度湍流剖面仪8，在往复式微尺度湍流剖面仪8的行程两端分别设置有第一限位器9和第二限位器10，其中第一限位器9位于水深约1000m处，第二限位器10位于水深约2500m处。往复式微尺度湍流剖面仪8上安装有温盐深仪、海流计以及用于观测湍流的剪切探头与快速温度探头等，其在水深1000米至2500米处，沿包塑缆绳做往复运动，实现海洋温度、盐度、密度、压力、三维流速和微尺度湍流测量。
在缆绳1的下部设置有深海海流与温盐测量单元，所述深海海流与温盐测量单元包括数个高精度温盐深仪11和单点式海流计12，深海海流与温盐测量单元分层布置在水深2500米至海底处，以实现深海温度、盐度及流速的测量。

[0017] 在缆绳1的顶端设置有第一子浮体13，在缆绳1的中部设置有第二子浮体14，第一子浮体13与第二子浮体14可根据需要为潜标系统提供静浮力。在缆绳1的底端设置有锚泊系留与释放单元，所述锚泊系留与释放单元包括双并联声学释放器15、锚链16和重力锚17，重力锚17位于潜标的最底端为潜标提供系留重力，其上是锚链16，再上是采用双并联连接的双并联声学释放器15，以确保潜标的可靠回收。

[0018] 上述海洋动力环境多尺度同步观测潜标能同步获取海洋温度、盐度、密度、压力、流速、流向等宏观尺度参量以及海洋上层湍流定点数据和海洋深层湍流的剖面数据等微观尺度参量。海洋动力环境多尺度同步观测潜标中的所有测量仪器如微尺度定点湍流仪、声学多普勒流速剖面仪等都是自容的，即是先将测量数据自己存储，待潜标回收后再读取数据。

[0019] 上述往复式微尺度湍流剖面仪8包括中央立架，所述剪切探头、快速温度探头和压力探头位于中央立架的一侧，所述温盐深仪和海流计位于中央立架的另一侧。所述剪切探头用于测量海流的脉动流速以得出湍动能耗散率，所述快速温度探头用于测量海洋快速温度变化以得出湍热耗散率。中央立架可采用电机或油囊等方式进行驱动，以沿缆绳上、下滑移。第一限位器9和第二限位器10用于用于限制中央立架滑移的距离。

[0020] 本发明通过外加入了微尺度定点湍流仪和往复式微尺度湍流剖面仪等微尺度湍流观测的仪器，一并组成一个海洋动力环境多尺度同步观测潜标，可对潜标布放海域进行全水深宏观及微观多尺度海洋动力环境参数长期连续同步观测，除了可以获取温度、盐度、密度、压力、流速、流向等宏观尺度海洋环境参数外，还可以获取海洋上层的微尺度湍流定点数据以及海洋深层的微尺度湍流剖面数据等，二者同步获取可实现海洋动力环境变化机理的进一步深入认识，是未来海洋观测潜标的发展趋势，有较好的市场前景。

[0021] 上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

[0022] 需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。