专利名称：自持式剖面探测浮标的制作方法
技术领域：
本发明用于0至2000米海洋剖面内温度盐度等数据采集测量，亦可用于气象预 报、军事侦察等领域。
背景技术：
海洋是人类的一个巨大资源宝库，海洋浮标系统是开发海洋、综合利用海洋资源 必备的综合性设备，是当今构成全天候海洋立体观测体系中的一个重要组成部分。浮标提 供的实时资料和长期连续的观测资料不但用于海洋开发、海洋科学研究、海水养殖、海洋捕 捞、海上工程建设、海上交通运输、海洋救助、海洋石油开发和海底矿产资源的开采，而且还 是国家制订近期和长期海洋规划的依据。国外自持式剖面探测浮标是在浮标底部安装皮囊，通过向皮囊里注入和抽出液压 油达到改变浮标的体积，从而实现浮标的上浮和下沉。由于海底压力随着深度的变化不是 严格呈规律性变化，此种结构的浮标需要考虑受海底压力作用皮囊的变形量。
发明内容本实用新型的目的在于减少海底压力对皮囊的变形量，设计出一种通过液压缸推 动浮标内外壳体相互运动，从而达到改变浮标体积的目的，提高浮标在海底的定位精度。本实用新型的自持式剖面探测浮标采用纯刚性结构，避免了传统的皮囊式结构需 要考虑自身受压形变的问题，而不能准确的到达预定的深度，本实用新型的皮囊主要用来 保护浮标壳体外表面，同时起到对浮标整体的密封作用，在浮标需要缩小体积时通过皮囊 的弹性拉力(和浮标体内的负压效应)将压力油从液压缸中压出；本实用新型只要将液压 缸腔体注满液压油，通过液压缸推动整个浮标内外壳相互运动，所以在要求达到同样的浮 力要求时比国外自持式剖面浮标需要更少的液压油；本实用新型只需少量的能量驱动，工 作寿命长。本实用新型的自持式剖面探测浮标内部安装液压缸(7)，缸头与法兰(9)连接，缸 体与法兰(23)连接，通过液压缸(7)的伸长与缩短推动法兰(9)与法兰(23)相互靠近与分 离，来实现浮标体积的增大与减小；通过减速电机(18)，液压泵(19)，将液压油注入液压缸，实现液压缸(7)的伸长；在浮标内部安装微型真空泵(11)，当浮标上升到海面时，将浮 标内部抽成真空，实现液压缸⑵的缩短；在内壳⑷和外壳(5)外包围皮囊(6)，通过皮囊 (6)的收缩同时实现液压缸(7)的缩短；在安装单向阀孔(12)，安装天线孔(13)，安装传感 器孔(14)安装密封圈；在顶盖(10)和法兰(9)，法兰(9)和外壳(5)之间安装密封圈；在 内壳(4)和法兰(23)，法兰(23)和底盖(24)之间安装密封圈；在内壳(4)和外壳(5)之 间安装密封圈；在内壳(4)和外壳(5)外包围皮囊(6)，顶盖(10)和法兰(9)与底盖(24) 和法兰(23)固定皮囊(6)，皮囊对浮标外壳进行腐蚀保护并起到一定得密封作用。以下结合附图对本实用新型自持式剖面探测浮标作进一步阐述和说明。

图1 自持式剖面探测浮标结构简图图2 夹持液压缸机构图3 夹持电池和固定电路板机构图1 自持式剖面探测浮标结构简图，其中包括固定电池组及固定电路板的夹子
(I)，电池组(2)，电路板(3)，浮标内壳(4)，浮标外壳(5)，皮囊(6)，液压缸(7)，法兰(8) 安装固定减速电机(18)的支撑架(17)，法兰(9)连接液压缸(7)的缸头和安装微型气泵
(II)，浮标顶盖(10)，安装单向阀孔(12)，安装天线孔(13)，安装传感器孔(14)，密封圈 (15)和(16)，液压泵(19)，固定液压缸用夹子(20)，密封圈(21)和(22)，法兰(23)安装固 定电池组用夹子(1)、固定液压缸用夹子(20)、液压泵(19)，浮标底盖(24)。图2 夹持液压缸机构，此结构如图1中的(20)，首先将底座固定于法兰(23)上， 然后装入液压缸(7)，最后将杆(25)、(26)通过螺栓固定于基座上。图3 夹持电池和固定电路板机构，此结构如图1中的(1)，首先将底座固定于法兰 (23)上，然后装入电池组(2)，最后将杆(27)通过螺栓固定于基座上，杆(27)上的空用来 固定电路板(3)。
具体实施方式
浮标的工作过程是开机，浮标伸长外壳在水面漂浮，进行ARGOS通讯；收缩外壳， 浮标下潜到预定深度；到预定滞留时间，外壳再次收缩，下潜到采集数据所需的深度；到达 设定深度立即伸长逐渐到最大体积，浮标上浮，采集预定层深的数据并存储；浮标到达水 面；与ARGOS卫星进行6h通讯传输本次剖面测量所存储温、盐、深数据；收缩外壳，浮标再 次下潜，进入第二个剖面测量；循环工作直至电池耗尽。当浮标需要上升时，减速电机(18)工作，驱动液压泵(19)将液压油注入液压缸 (7)，液压缸(7)伸长，推动法兰(9)和法兰(23)相互分离，法兰(9)和法兰(23)分别带动 外壳(5)和内壳(4)运动，从而增大浮标的体积，进而增大浮标的浮力。当浮标需要下沉时，减速电机(18)停止工作，微型真空泵(11)将浮标腔内抽成真 空，使浮标体内形成负压状态，一方面可以防止腔内元器件氧化，另一方面提高了整个浮标 的密封性，在海面时皮囊(6)处于拉升状态，依靠浮标负压状态和皮囊(6)的弹性拉力将液 压缸中压力油压出，拉动法兰(9)和法兰(23)相互靠近，法兰(9)和法兰(23)分别带动 外壳(5)和内壳⑷运动，浮标体积缩小，进而减小浮标的浮力。
权利要求1.自持式剖面探测浮标，主要由液压缸、液压泵、微型真空泵、减速马达，内外壳、顶盖、 底盖、法兰、安装单向阀孔、安装天线孔、安装传感器孔等组成，其特征是整个结构都需要防 水密封装置。
2.按照权利要求1所述的自持式剖面探测浮标，其特征是在浮标内部安装液压缸(7)， 缸头与法兰(9)连接，缸体与法兰(23)连接。
3.按照权利要求1所述的自持式剖面探测浮标，其特征是在浮标内部安装微型真空泵 (11)。
4.按照权利要求1所述的自持式剖面探测浮标，其特征是在内壳(4)和外壳(5)外包 围皮囊(6)。
5.按照权利要求1所述的自持式剖面探测浮标，其特征是在安装单向阀孔(12)，安装 天线孔(13)，安装传感器孔(14)安装密封圈。
6.按照权利要求1所述的自持式剖面探测浮标，其特征是在顶盖(10)和法兰(9)，法 兰(9)和外壳(5)之间安装密封圈；在内壳(4)和法兰(23)，法兰(23)和底盖(24)之间 安装密封圈。
7.按照权利要求1所述的自持式剖面探测浮标，其特征是在内壳(4)和外壳(5)之间 安装密封圈。
8.按照权利要求1所述的自持式剖面探测浮标，其特征是在内壳(4)和外壳(5)外包 围皮囊(6)，顶盖(10)和法兰(9)与底盖(24)和法兰(23)固定皮囊(6)。
专利摘要一种自持式剖面探测浮标，用来测量海洋0-2000米剖面内的温度、盐度等数据。本实用新型的自持式剖面探测浮标呈圆柱状(如附图所示)，在浮标内部安装液压缸(7)，缸头与法兰(9)连接，缸体与法兰(23)连接，在浮标内部安装微型真空泵(11)，在内壳(4)和外壳(5)外包围皮囊(6)。减速电机带动液压泵，将压力油注入液压缸，液压缸推动浮标壳体相互离开，从而增大浮标的体积进而增大浮标浮力。到达海面后微型真空泵将浮标腔内抽成真空，利用负压和皮囊的弹性拉力将压力油从液压缸中压出，从而减小浮标体积进而减小浮标浮力。浮标下沉和上浮完成一个剖面测量，重复循环进行剖面测量直至电池耗尽。
文档编号G01C13/00GK201787941SQ20102003323
公开日2011年4月6日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者吴爱平, 李成龙, 李永乐, 王世明 申请人:吴爱平