一種嵌入式水下運動平臺載溫鹽深傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及海洋測量儀器，特別涉及一種水下運動平臺上裝載的海洋溫鹽剖面測量儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋溫度、電導(dǎo)率、深度是海洋環(huán)境的基本參數(shù)，海洋環(huán)境溫鹽場數(shù)據(jù)是海洋水文動力環(huán)境監(jiān)測的重要內(nèi)容，利用溫鹽深傳感器獲取溫度、電導(dǎo)率隨深度動態(tài)變化的海洋溫鹽場分布對海洋科學(xué)研宄和海上軍事活動具有重要意義。
[0003]為獲取現(xiàn)場海洋溫鹽場數(shù)據(jù)，現(xiàn)已采用了多種平臺技術(shù)與溫鹽深測量技術(shù)。如利用浮標(biāo)等固定平臺水下錨系安裝溫鹽深傳感器鏈，可以進(jìn)行長期定點觀測，獲取長時序的溫鹽剖面數(shù)據(jù)，但其不足是平臺無法自主移動，平臺錨系搭載溫鹽深傳感器數(shù)量有限，所觀測的海洋溫鹽場環(huán)境空間分辨率較小。再如，利用科考船上的水文絞車搭載溫鹽深剖面測量儀進(jìn)行溫鹽場觀測也是當(dāng)前大量應(yīng)用的另一種方式，但這種方式受制于天氣影響，不能隨時觀測，所獲取的海洋溫鹽場環(huán)境數(shù)據(jù)時序短、樣本不全面，難以更好地滿足需求。而且動用船只遠(yuǎn)航耗資巨大，在業(yè)務(wù)化觀測時經(jīng)濟(jì)成本壓力使得航期、航程均會受到較大影響。因此，區(qū)別于前述無人錨定平臺、水面船舶外的無人水下運動平臺，如ARGO浮標(biāo)、水下滑翔器等，作為靈活機(jī)動、準(zhǔn)確快速獲取大面積海洋溫鹽場現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)的有力工具得到重視，水下運動平臺以及相應(yīng)的傳感測量技術(shù)已成為當(dāng)前海洋科技領(lǐng)域競爭的制高點。
[0004]當(dāng)前在利用水下運動平臺進(jìn)行海洋溫鹽場觀測時，主要是通過水下運動平臺外部設(shè)置的溫鹽深測量傳感器進(jìn)行。圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的水下運動平臺安裝通用型溫鹽深測量傳感器的基本狀況。
[0005]如圖1所示，通用型溫鹽深測量傳感器3由固定支架2緊固在水下運動平臺I上，溫鹽深測量傳感器3在水下運動平臺I行進(jìn)中測量海洋中不同深度下的海水溫度和鹽度，測量信號通過水密插座4和連接電纜傳遞到水下運動平臺I內(nèi)的運動平臺測控模塊5。
[0006]圖1顯示的現(xiàn)有技術(shù)的水下運動平臺安裝的通用型溫鹽深測量傳感器自成一體，由溫度探頭、壓力探頭和測量電導(dǎo)率(鹽度)的電導(dǎo)池構(gòu)成，相對這種使用方式，測量傳感器結(jié)構(gòu)布局不合理、體積大、自重大、外形流線型設(shè)計缺失，故而流阻大，使水下運動平臺難以保持平衡，不僅給水下運動平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計和現(xiàn)場運動控制帶來較大困難，而且在淺海水下觀測時易觸掛漁網(wǎng)，給整個平臺安全性帶來影響；流阻大還將額外增加水下運動平臺自身能耗，從而制約了平臺的遠(yuǎn)程機(jī)動能力，降低了水下運動平臺的綜合技術(shù)性能。另外，水下運動平臺與測量儀器電氣連接外露的水密插座和連接電纜在平臺水下航行過程中也會帶來不可靠因素。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]針對現(xiàn)有水下運動平臺搭載溫鹽深測量傳感器所存在的問題，本實用新型推出一種嵌入式溫鹽深測量傳感器，其目的在于，通過封裝在水下運動平臺外殼上的托板將感知溫度、鹽度和壓力的敏感元件置于平臺外部，而將測控電路等勿需接觸海水的部件嵌入平臺內(nèi)，以此來減小溫鹽深測量傳感器的外露體積和流阻，以適用水下運動平臺的現(xiàn)場溫鹽觀測。
[0008]本實用新型涉及的嵌入式溫鹽深測量傳感器包括托板、導(dǎo)流罩、溫度探頭、電導(dǎo)池、壓力探頭、水泵、測控電路板，托板封裝在水下運動平臺外殼上，導(dǎo)流罩、溫度探頭、電導(dǎo)池固定在托板外側(cè)，壓力探頭固定在托板上，測控電路板、水泵固定在托板的內(nèi)側(cè)并嵌入水下運動平臺內(nèi)部，壓力探頭受壓面露在托板外側(cè)；托板外側(cè)的部件，包括溫度探頭、電導(dǎo)池、壓力探頭受壓面，置于水下運動平臺外部的導(dǎo)流罩內(nèi)。
[0009]托板為封裝在水下運動平臺外殼上部的弧形板，呈流線小曲率球面形狀，由鋁合金材料經(jīng)氧化后制成。托板的外側(cè)置于水下運動平臺的外部，托板的內(nèi)側(cè)置于水下運動平臺的內(nèi)部。
[0010]導(dǎo)流罩為尖嘴流線型，其頂端開透水孔。兩個導(dǎo)流罩安裝在托板外側(cè)的前后兩端，導(dǎo)流罩的底部固定在托板上。
[0011]壓力探頭安裝在托板下部，其受壓面穿透托板直接感受外部海水壓力。
[0012]溫度探頭嵌入安裝在托板上側(cè)，置于導(dǎo)流罩腔體內(nèi)的透水孔下方，溫度探頭的信號線密封在托板下側(cè)。
[0013]電導(dǎo)池的兩端水平嵌入兩個導(dǎo)流罩內(nèi)靠近透水孔處，電導(dǎo)池的信號線密封在托板下側(cè)。
[0014]電導(dǎo)池上方安裝電導(dǎo)池防護(hù)桿，電導(dǎo)池防護(hù)桿兩端分別嵌入兩個導(dǎo)流罩內(nèi)。電導(dǎo)池防護(hù)桿與電導(dǎo)池玻璃管平行，具有保護(hù)電導(dǎo)池的作用。
[0015]水泵安裝在托板上側(cè)的后導(dǎo)流罩內(nèi)，置于導(dǎo)流罩透水孔下方，水泵信號線密封在托板下側(cè)。
[0016]測控電路板安裝在托板下側(cè)，與溫度探頭、電導(dǎo)池、壓力探頭、水泵的信號線連接。測控電路板與水下運動平臺測控模塊相連。
[0017]本實用新型涉及的嵌入式溫鹽深測量傳感器嵌入水下運動平臺上，水下運動平臺在海中運動時，海水在水泵的作用下，從托板上側(cè)的前導(dǎo)流罩的透水孔進(jìn)入，流經(jīng)電導(dǎo)池后，從托板上側(cè)的后導(dǎo)流罩流出。與此同時，安裝在托板下側(cè)的壓力探頭測量海水壓力，嵌入托板上側(cè)并置于導(dǎo)流罩腔體內(nèi)透水孔下方的溫度探頭測量海水溫度，電導(dǎo)池測量海水電導(dǎo)率，測量信號由信號線傳送到測控電路板，再傳遞到運動平臺測控模塊，得到海洋溫鹽場資料。
[0018]本實用新型涉及的嵌入式溫鹽深測量傳感器將傳感器測控電路等進(jìn)一步小型化后嵌入平臺內(nèi)部而無需采用獨立的水密金屬殼體，結(jié)構(gòu)緊湊，可以極大的減輕傳感器自重；同時，傳感器測控電路可直接與水下運動平臺測控模塊在內(nèi)部進(jìn)行電氣連接，解決了此前在平臺外部利用水密電纜連接可能帶來的不可靠因素。此外，外露出平臺的傳感器敏感元件設(shè)計并安裝導(dǎo)流罩達(dá)到減小流阻的目的，導(dǎo)流罩頂部設(shè)計進(jìn)水孔和出水孔以及設(shè)計的水泵引導(dǎo)外部海水流經(jīng)導(dǎo)流罩內(nèi)的敏感元件后流出，保證了傳感器的有效測量。本實用新型涉及的嵌入式溫鹽深測量傳感器增加水下運動平臺的遠(yuǎn)程機(jī)動能力，提高了水下運動平臺的綜合技術(shù)性能。
【附圖說明】
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