专利名称：海底观测平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水下观测设备的改进，具体讲是一种海底观测平台，其属于海底观测技术领域。
背景技术：
海底矿产及生物资源的分布、规模、储量评价、开发利用以及海洋地质变化对全球环境条件的影响等，无疑要依赖于高效、准确、连续的现场探测技术。除了海上探测技术、船载现场测量与实验测试技术等探测技术手段外，深海条件下多参数的原位(in situ)、实时(real time)同步探测是当前获得长期连续海底变化资料不可缺少的技术支撑。海底原位、实时观测设备起始于浅海海底工程调查。通过多年的发展，已形成了两大类。一类主要用于水深600米之内(浅海)的海底观测设备；另一类主要用于深海的海底定点探测的海底观测设备。
一类用于浅海观测的海底综合参数监测的观测设备，由于其投放和回收的风险性较小，多采用人工/船上有缆投放。该观测设备回收时采用声学释放器加单点系缆浮球定点回收。因而，该观测设备结构简单，外形尺寸较小，便于现场操作。
另一类海底观测设备是针对深海中的海底综合参数监测平台。由于深海的海底环境复杂，系统的投放和回收风险较大，因此该观测设备结构复杂。其中采用有缆投放的代表性设备是90年代末由欧洲共同体合作研制的海底综合观测系统平台GEOSTAR。该平台采用配有推进器的投放设备，完成位置选择之后，通过投放缆发送指令使投放设备与平台脱离。该平台回收时，利用投放设备对海底的该平台进行寻找并通过电磁锁定机构，将投放设备与该平台连为一体，再通过缆绳将系统拖回水面。该平台具有选择投放地点针对性强，自动化程度高等优点，可是存在着制造成本高，对投放船只的装备要求高，不易于推广等缺点。这严重制约着常规深海调查工作的开展。
由于投放和回收方法的不同，目前海底监测平台的外形结构和配套设备存在有极大的差异。尤其是深海海底观测平台，由于其一般工作在几千米水下，因此无法采用单个浮体和回收缆绳相结合的结构。通常是将观测平台与浮球框架加工成一体。其缺点是体积大，不便于搬运和现场操作，因而造成浅海平台无法应用于深海的观测中。深海观测设备由于附带的大型浮球系统使其体积和重量增大，不便于浅海的作业船只操作，同时其结构会对观测区域的流场产生干扰。而浅海海底观测平台结构又无法用于深海观测中。
(三)技术内容本实用新型的目的是提供一即可用于深海，也可用于浅海的海底观测平台。该平台可以满足多种海洋调查的需要。实现一套设备可以满足各种水深的海底调查任务目标。该平台可对深海也可用于浅海海底调查中为各种现场实时测量传感器/仪器提供安放支持的平台，以简化对不同水深海底长期观测设备的技术应用。
本实用新型的任务是由以下技术方案完成的，研制了一种海底观测平台，其是装有声学释放器的海底框架。该框架是由耐腐蚀的轻质金属管体焊接成单元整体开放形的模块框架结构，根据深海或浅海海底观测的技术要求再由可拆卸的组合连接件将诸该模块框架拼接组装成具有各自用途特征的浮体框架和/或观测框架，从而构成海底观测平台结构。
所述的组合连接件，其分为长连接扣环和短连接扣环，其中长连接扣环连接在有一定间隔的诸该金属管体之间；短连接扣环连接在有无或小间隔的诸该金属管体之间。
所述的组合连接件，其中长连接扣环，由两枚以上对半扣合的扣环通过紧固螺栓与连环中板的两端相接而构成一体，其中紧固螺栓设在对半扣合的扣环两侧或一侧，在连环中板上还可设有安装螺孔。
所述的组合连接件，其中短连接扣环，是在两枚背靠连接的对半扣合的扣环外侧，将紧固螺栓设在该扣环的两侧或一侧，构成紧密连接的，无或小有间隔的连接扣环；在诸该扣环内环中还可设置聚四氟乙烯质的塑料软体保护垫。
所述的浮体框架，其包括安置设备的模块框架，平台支柱，浮球和回收缆绳；其中安置设备的模块框架是单元整体开放形的模块框架，该框架内通过组合连接件固设有声学释放器，至少一个浮球，回收缆绳以及所需观测仪器设备；至少有三根平台支柱通过组合连接件与设备安置框架的外围诸该金属管体拼接组装成具有各自用途特征的浮体框架。
所述的观测框架，其包括装有诸多浮球的浮体框架，模块框架，声学释放器，配重以及所需观测仪器设备；其中浮体框架和模块框架之间通过组合连接件联成一体，在模块框架内通过组合连接件固设有声学释放器，配重以及所需观测仪器设备，声学释放器控制配重与模块框架之间的离合。
本实用新型的优点在于由于海底观测平台，其是装有声学释放器的海底框架。该框架是由耐腐蚀的轻质金属管体焊接成单元整体开放形的模块框架结构，再由可拆卸的组合连接件将诸该模块框架拼接组装成具有各自用途特征的浮体框架和/或观测框架，从而构成海底观测平台结构。这种观测平台可以在很短的时间内采用常规的手工安装工具，即可完成设备的装配，使得海底调查研究工作中，只需一套海底观测设备即可满足浅海或深海的探测应用。本海底观测平台的特点是由模块化的浮体框架和观测框架，通过组合连接件及相应机械配件拼接组装而构成。单元整体开放形的模块框架由耐腐蚀且密度比不锈钢小的钛金属管焊接而成。这样，在保证足够机械强度的前提下，减小了设备的整体重量。由于平台整体采用开放式的模块框架结构，使其在海水中管内与管外形成等压平衡状态，所以本海底观测平台即可直接用于深海作业，也适于浅海工作环境应用。模块化设计的诸该框架可通过组合连接件组，快速组合成不同的海底观测平台结构，使一套平台主体结构可满足不同的实际应用需求。因此，节约了设备制作成本，提高了设备的使用效率，丰富了现代海洋调查技术的手段。由于组合连接件是分为长连接扣环和短连接扣环，其中长连接扣环连接在有一定间隔的诸该金属管体之间；短连接扣环连接在有无或小间隔的诸该金属管体之间；使得具有各自用途特征的浮体框架或观测框架，可以通过组合连接件组，根据深海或浅海海底观测的技术要求任意拼接组装而成。尤其对于长连接扣环，其是由两枚以上对半扣合的扣环通过紧固螺栓与连环中板7的两端相接而构成一体，由于其中的连环中板上还可设有安装螺孔，使得某些所需观测仪器设备可以通过该中板上的安装螺孔安装定位在浮体框架或观测框架中，使设备安装方便快捷。对于浮体框架和模块框架之间或两模块框架之间是通过组合连接件中的短连接扣环，而使两者联成一体的。由于该扣环是在两枚背靠连接的对半扣合的扣环外侧，将紧固螺栓设在该扣环的两侧或一侧，构成紧密连接的，无有间隔的连接扣环，使得浮体框架和模块框架之间连接紧密而牢固。
总之，本实用新型的优点还在于该平台具有结构简单、实用，实现了一套设备多种用途，其模块化的框架结构便于设备的运输、现场组装和船上操作。从而实现了一套设备可用于多种环境，节约了海底调查设备制作成本，丰富了科研调查和海洋工程技术手段。
(四)附图及其实施例，本实用新型的实施例结合
如下图1为浅海海底观测平台结构示意图(浮体框架)。
图2为深海海底观测平台结构示意图(观测框架)。
图3为组合连接件中的短连接扣环结构示意图。
图4为组合连接件中的长连接扣环结构示意图。
参见图1-4，制成的海底观测平台，其是装有声学释放器5的海底框架。该框架是由耐腐蚀的轻质金属管体1焊接成单元整体开放形的模块框架2结构，根据深海或浅海海底观测的技术要求再由可拆卸的组合连接件3，4将诸该模块框架2拼接组装成具有各自用途特征的浮体框架和/或观测框架，从而构成海底观测平台结构。
所述的组合连接件3，4，其分为长连接扣环4和短连接扣环3，其中长连接扣环4连接在有一定间隔的诸该金属管体1之间；短连接扣环3连接在有无或小间隔的诸该金属管体1之间。
所述的组合连接件3，4，其中长连接扣环4，由两枚以上对半扣合的扣环15通过紧固螺栓6与连环中板7的两端相接而构成一体，其中紧固螺栓6设在对半扣合的扣环15两侧或一侧，在连环中板7上还可设有安装螺孔8。
所述的组合连接件3，4，其中短连接扣环3，是在两枚背靠连接的对半扣合的扣环15外侧，将紧固螺栓6设在该扣环15的两侧或一侧，构成紧密连接的，无或小有间隔的连接扣环3；在该扣环15内环中还可设置聚四氟乙烯质的塑料软体保护垫。
所述的浮体框架，其包括安置设备的模块框架2，平台支柱9，浮球10和回收缆绳11；其中安置设备的模块框架2是单元整体开放形的模块框架2，该框架2内通过组合连接件3，4固设有声学释放器5，至少一个浮球10，回收缆绳11以及所需观测仪器12设备；有四根平台支柱9通过组合连接件3，4与安置设备的模块框架2的外围诸该金属管体1拼接组装成具有各自用途特征的浮体框架。回收浮体框架时，由声学释放器5将释放浮球10，由浮球10将与其连接的回收缆绳11带到水面供回收船只将浮体框架连同观测仪器整体回收到海上调查船上。
所述的观测框架，其包括装有诸多的浮球10的浮体框架，模块框架2，声学释放器5，配重13以及所需观测仪器12设备；其中浮体框架和模块框架2之间通过组合连接件3联成一体，在模块框架2内通过组合连接件3，4固设有声学释放器5，配重13以及所需观测仪器12设备，声学释放器5控制配重13与模块框架2之间的离合。回收该观测框架时，由声学释放器5将释放配重13，由诸多浮球10产生的正浮力将观测框架整体及观测仪器12设备提升到水面，供回收船只将该观测框架整体及观测仪器12设备回收到海上调查船上。
作为本实用新型的实施例的变更，其安放仪器的观测框架的尺寸可以根据要求进行变更；仪器的投放和回收方式可以根据具体要求进行适当变更，安放在观测框架上的观测仪器12可以随意变更以满足对海底空间(垂直梯度和水平范围)及连续时间尺度上的各种测量要求。
权利要求1.一种海底观测平台，其是装有声学释放器的海底框架，其特征在于该框架是由金属管体焊接成单元整体开放形的模块框架结构，由可拆卸的组合连接件将诸该模块框架拼接组装成浮体框架和/或观测框架，从而构成海底观测平台结构。
2.根据权利要求1所述海底观测平台，其特征在于所述的组合连接件，其分为长连接扣环和短连接扣环，其中长连接扣环连接在有一定间隔的诸该金属管体之间；短连接扣环连接在有无或小间隔的诸该金属管体之间。
3.根据权利要求1或2所述海底观测平台，其特征在于所述的组合连接件，其中长连接扣环，由两枚以上对半扣合的扣环通过紧固螺栓与连环中板的两端相接而构成一体，其中紧固螺栓设在对半扣合的扣环两侧或一侧，在连环中板上还可设有安装螺孔；在诸该扣环内环中还可设置聚四氟乙烯质的塑料软体保护垫。
4.根据权利要求1或2所述海底观测平台，其特征在于所述的组合连接件，其中短连接扣环，是在两枚背靠连接的对半扣合的扣环外侧，将紧固螺栓设在该扣环的两侧或一侧，构成紧密连接的，无或小有间隔的连接扣环；在诸该扣环内环中还可设置聚四氟乙烯质的塑料软体保护垫。
5.根据权利要求1所述海底观测平台，其特征在于所述的浮体框架，其包括安置设备的模块框架，平台支柱，浮球和回收缆绳；其中安置设备的模块框架是单元整体开放形的模块框架，该框架内通过组合连接件固设有声学释放器，至少一个浮球，回收缆绳以及所需观测仪器设备；至少有三根平台支柱通过组合连接件与设备安置框架的外围诸该金属管体拼接组装成具有各自用途特征的浮体框架。
6.根据权利要求1所述海底观测平台，其特征在于所述的观测框架，其包括装有诸多浮球的浮体框架，模块框架，声学释放器，配重以及所需观测仪器设备；其中浮体框架和模块框架之间通过组合连接件联成一体，在模块框架内通过组合连接件固设有声学释放器，配重以及所需观测仪器设备，声学释放器控制配重与模块框架之间的离合。
专利摘要本实用新型是一种海底观测平台，其是装有声学释放器的海底框架。该框架是由耐腐蚀的轻质金属管体焊接成单元整体开放形的模块框架结构，根据深海或浅海海底观测的技术要求再由可拆卸的组合连接件，其为长连接扣环和短连接扣环；其可将诸该模块框架拼接组装成具有各自用途特征的浮体框架和/或观测框架。本平台即可直接用于深海作业，也适于浅海工作环境应用。模块化设计的诸该框架可通过该连接件组，快速组合成不同的海底观测平台结构，使一套平台主体结构可满足不同的实际应用需求。因此，节约了设备制作成本，提高了设备的使用效率，丰富了现代海洋调查技术的手段。
文档编号G01D21/02GK2653450SQ0321803
公开日2004年11月3日 申请日期2003年6月6日 优先权日2003年6月6日
发明者于新生, 李思忍, 唐功友, 曹志敏, 张晓东 申请人:中国海洋大学