一種水下延纜剖面測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水域環(huán)境監(jiān)測技術領域，具體地說是涉及一種新型水下延纜剖面測量方法。
【背景技術】
[0002]目前水下延纜剖面測量的基本方法有兩種:
[0003]第一種是通過控制移動觀測平臺的浮力與重力，進而實現觀測平臺在水下上升或下降。目前成型的設備多采用此方法原理實現其基本方案，如將移動密封艙與艙外油囊連接，艙內還有一個內油囊與艙外油囊通過電磁閥聯通，通過艙內的電子電路控制氣泵給油泵加壓進而將內油囊的油排到艙外油囊中，從而增加平臺排水體積進而增加平臺浮力使平臺上升；反之當艙外油囊的油受到水壓回流到內油囊后，整個平臺浮力減小進而下降。這種方法雖然在電路上便于控制平臺細微的浮力，在平臺移動過程中不需要額外的電功耗改變浮力，但它有如下幾個難點無法解決:
[0004]1.艙內機械控制部分復雜，需要精密的氣泵、油泵、電磁閥及相關傳感器的精確測量;
[0005]2.所有動力來源于電池，電池對密封艙的重力影響巨大，艙體的設計與電池的多少密切相關，工作時間的多少直接決定了整體設計，可謂牽電池動全身；
[0006]3.這種方法工作水深有限，目前多為2000米以內的測量，超過2000米后由于隨著水深的增加，油泵要向外油囊打油需要的功耗和電池的效率無法平衡，造成整體艙體設計無法完成更深功率消耗，因此無法完成更多的測量工作。
[0007]第二種是采用電機帶動齒輪沿著纜不斷爬行。這種方法將移動平臺通過滾輪卡住水下的纜，平臺為零浮力，平臺延纜的移動都是靠電子艙內的電機帶動，電機帶動齒輪運轉，進而帶動艙外的滾輪沿著纜進行上下運動，通過控制電機的轉動方向進而控制平臺的上升和下降。這種方法的優(yōu)點是機械設計部分比較簡單，受水深影響較小，易于電子控制，但它也有幾個問題難以解決:
[0008]1.平臺的每一步運動都要消耗電力，對電池是巨大的考驗，與第一種方法一樣，對電子艙的設計也會有相應的設計要求，工作的剖面次數多少決定了電池多少進而也就決定了電子艙的設計大小。
[0009]2.平臺移動速度有限，在上升和下降過程中因為每一米的運動都需要電機，當要求平臺速度提高時，電力消耗巨大，對內部電機和外部滾輪的可靠性有巨大考驗。
[0010]由此可見，以上兩種測量方法都有不可回避的問題就是控制平臺運動的能量受電池制約，進而對整體設計有決定的影響。

【發(fā)明內容】

[0011]基于上述技術問題，本發(fā)明提供一種水下延纜剖面測量方法，該方法采用完全機械的方式取代電池來提供動力，以控制平臺的上升和下降，進而從根本上解決移動平臺最難的動力問題。
[0012]本發(fā)明所采用的技術解決方案是:
[0013]一種水下延纜剖面測量方法，包括以下步驟:
[0014](I)在預定測量水域錨固導向纜，并配備可沿導向纜往復移動的觀測平臺，在觀測平臺上安放測量儀器，然后調節(jié)觀測平臺的浮力大于零，在導向纜的底部設置觸發(fā)機構；
[0015](2)在導向纜的頂部設置有重物投放機構，當觀測平臺處于導向纜頂部時，重物投放機構將一重物投放至觀測平臺上，使觀測平臺受到重力沿導向纜不斷下降，當觀測平臺下降到設定的導向纜底部的觸發(fā)機構位置時，觸發(fā)機構觸發(fā)觀測平臺上的釋放裝置，使其將觀測平臺上的重物釋放，進而使觀測平臺在自身浮力作用下沿導向纜回到頂部；在觀測平臺沿導向纜往復運動的過程中，觀測平臺上的測量儀器對水域剖面進行觀測；
[0016](3)當觀測平臺回到導向纜頂部時或當觀測平臺回到導向纜頂部并停留一段時間后，重物釋放機構再將另一重物投放至觀測平臺上，如此觀測平臺便會繼續(xù)以上的往復運動過程，測量儀器隨之對水域剖面繼續(xù)進行觀測。
[0017]優(yōu)選的，所述重物為高密度球體或塊體。
[0018]優(yōu)選的，上述步驟中配備重量不同的多個重物，通過改變觀測平臺所負載重物的重量大小來調節(jié)觀測平臺的下降速度。
[0019]優(yōu)選的，上述步驟中通過設定重物的投放個數來調節(jié)水域剖面的測量次數，通過設定重物的重量來改變平臺的下降速度，通過設定相鄰重物之間的投放間隔來調節(jié)水域剖面的測量周期。
[0020]優(yōu)選的，所述導向纜通過觀測平臺上的纜孔縱向貫穿于觀測平臺。
[0021]優(yōu)選的，所述觸發(fā)機構為一阻擋物，所述釋放裝置為機械釋放裝置，當觀測平臺下降到導向纜底部時，觀測平臺上的機械釋放裝置受到阻擋物的沖擊，觸發(fā)一系列動作，進而使觀測平臺所攜帶的重物拋出。
[0022]與現有技術相比，本發(fā)明的有益技術效果是:
[0023](I)本發(fā)明突破了當前延纜觀測平臺通過電池提供動力來源的瓶頸，通過觀測平臺負載重物及下潛一定深度后拋棄重物來實現觀測平臺的下降與上升控制，進而解決了由電池提供動力來源所帶來的一系列問題。
[0024](2)本發(fā)明中觀測平臺的下降速度可通過改變重物的重量來控制，速度可調范圍大，一般為0.1-0.8m/s ;觀測平臺下放深度為全水深，測量范圍不受水深影響，可以測量從水面到全水深的剖面數據；可搭載任何相關的儀器設備；可連續(xù)長時間觀測，水域剖面觀測次數可通過調節(jié)搭載重物的個數來實現，與觀測平臺無關。
[0025](3)本發(fā)明將移動觀測平臺與動力驅動設計成分體式，整體結構設計起來更加簡單；
[0026](4)綜合來看，本發(fā)明與其他目前的水下延纜觀測方法及儀器相比幾乎沒有缺點。
【附圖說明】
[0027]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明:
[0028]圖1為本發(fā)明一種【具體實施方式】的外部結構示意圖；
[0029]圖2為圖1的截面圖；
[0030]圖3為本發(fā)明中重物投放機構的外部結構示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明中重物投放機構去除殼體后的結構示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明中重物投放機構去除殼體及腔體后的一側結構視圖，主要示出電控裝置部分；
[0033]圖6為本發(fā)明中重物投放機構去除殼體及腔體后的另一側結構視圖；
[0034]圖7為本發(fā)明中移動平臺的外部結構示意圖；
[0035]圖8為圖7的截面圖；
[0036]圖9為本發(fā)明中移動平臺去除上部殼體后的結構示意圖，主要示出重物接收槽的底部傾斜面；
[0037]圖10為本發(fā)明中移動平臺的一側結構視圖，主要示出重物釋放機構部分；
[0038]圖11為圖10的局部放大圖；
[0039]圖12為本發(fā)明中移動平臺的另一側結構視圖。
[0040]圖中:1-重物投放機構，101-殼體，102-支架，103-電控裝置，1031-頂升件，1032-電子倉，1033-升降臺，1034-第一傳動桿，1035-第二傳動桿，1036-配重塊，1037-第一撥叉，104-腔體，2-移動平臺，201-纜孔，202-重物接收槽，203-重物下落口，204-重物下落通道，205-出口，3-重物釋放機構，301-探針，302-連接片，303-支架，304-第三傳動桿，305-第四傳動桿，306-第二撥叉，307-配重塊，4-觸發(fā)裝置，5-導向纜。
【具體實施方式】
[0041]本發(fā)明提供一種新型水下延纜剖面測量方法，該方法通過觀測平臺負載重物及下潛一定深度后拋棄重物來實現觀測平臺沿導向纜的下降與上升控制，觀測平臺上攜帶有測量儀器，在觀測平臺沿導向纜往復運動的過程中，觀測平臺上的測量儀器對水域剖面進行觀測，從而有效解決了當前延纜觀測平臺由電池提供動力來源所帶來的一系列問題。
[0042]本發(fā)明水下延纜剖面測量方法，具體包括以下步驟:
[0043](I)在預定測量水域豎向錨固導向纜，并配備可沿導向纜往復移動的觀測平臺，在觀測平臺上安放測量儀器，然后調節(jié)觀測平臺的浮力大于零，在導向纜的底部設置觸發(fā)機構。
[0044](2)在導向纜的頂部設置有重物投放機構，當觀測平臺處于導向纜頂部時，重物投放機構將一重物投放至觀測平臺上，使觀測平臺因增加重物的重力而沿導向纜不斷下降，當觀測平臺下降到設定的導向纜底部的觸發(fā)機構位置時，觸發(fā)機構觸發(fā)觀測平臺上的釋放裝置，使其將觀測平臺上的重物釋放，進而使觀測平臺在自身浮力作用下沿導向纜回到頂部。在觀測平臺沿導向纜往復運動的過程中，觀測平臺上的測量儀器對水域剖面進行觀測。
[0045](3)當觀測平臺回到導向纜頂部時或當觀測平臺回到導向纜頂部并停留一段時間后，重物釋放機構再將另一重物投放至觀測平臺上，如此觀測平臺便會繼續(xù)以上的往復運動過程，測量儀器隨之對水域剖面繼續(xù)進行觀測。
[0046]上述步驟中，所述重物可為高密度球體，如鐵球或鉛球等，當然也可為高密度塊體如鐵塊或鉛塊等，具體可根據設計需要進行選擇。重物的作用是當其被投放于觀測平臺上時，可給予觀測平臺一向下的力，使其沿導向纜不斷下降。通過改變觀測平臺所負載重物的重量大小可調節(jié)觀測平臺的下降速度，通過設定重物的投放個數可調節(jié)水域剖面的