一種嵌入式水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)載溫鹽深傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及海洋測(cè)量?jī)x器，特別涉及一種水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上裝載的海洋溫鹽剖面測(cè)量?jī)x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(chǎng)數(shù)據(jù)是海洋水文動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)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(dòng)態(tài)變化的海洋溫鹽場(chǎng)分布對(duì)海洋科學(xué)研宄和海上軍事活動(dòng)具有重要意義。
[0003]為獲取現(xiàn)場(chǎng)海洋溫鹽場(chǎng)數(shù)據(jù)，現(xiàn)已采用了多種平臺(tái)技術(shù)與溫鹽深測(cè)量技術(shù)。如利用浮標(biāo)等固定平臺(tái)水下錨系安裝溫鹽深傳感器鏈，可以進(jìn)行長(zhǎng)期定點(diǎn)觀測(cè)，獲取長(zhǎng)時(shí)序的溫鹽剖面數(shù)據(jù)，但其不足是平臺(tái)無(wú)法自主移動(dòng)，平臺(tái)錨系搭載溫鹽深傳感器數(shù)量有限，所觀測(cè)的海洋溫鹽場(chǎng)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(cè)量?jī)x進(jìn)行溫鹽場(chǎng)觀測(cè)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(shí)觀測(cè)，所獲取的海洋溫鹽場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)序短、樣本不全面，難以更好地滿足需求。而且動(dòng)用船只遠(yuǎn)航耗資巨大，在業(yè)務(wù)化觀測(cè)時(shí)經(jīng)濟(jì)成本壓力使得航期、航程均會(huì)受到較大影響。因此，區(qū)別于前述無(wú)人錨定平臺(tái)、水面船舶外的無(wú)人水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，如ARGO浮標(biāo)、水下滑翔器等，作為靈活機(jī)動(dòng)、準(zhǔn)確快速獲取大面積海洋溫鹽場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)的有力工具得到重視，水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)以及相應(yīng)的傳感測(cè)量技術(shù)已成為當(dāng)前海洋科技領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。
[0004]當(dāng)前在利用水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行海洋溫鹽場(chǎng)觀測(cè)時(shí)，主要是通過(guò)水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)外部設(shè)置的溫鹽深測(cè)量傳感器進(jìn)行。圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)安裝通用型溫鹽深測(cè)量傳感器的基本狀況。
[0005]如圖1所示，通用型溫鹽深測(cè)量傳感器3由固定支架2緊固在水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I上，溫鹽深測(cè)量傳感器3在水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I行進(jìn)中測(cè)量海洋中不同深度下的海水溫度和鹽度，測(cè)量信號(hào)通過(guò)水密插座4和連接電纜傳遞到水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I內(nèi)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)測(cè)控模塊5。
[0006]圖1顯示的現(xiàn)有技術(shù)的水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)安裝的通用型溫鹽深測(cè)量傳感器自成一體，由溫度探頭、壓力探頭和測(cè)量電導(dǎo)率(鹽度)的電導(dǎo)池構(gòu)成，相對(duì)這種使用方式，測(cè)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(jì)缺失，故而流阻大，使水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)難以保持平衡，不僅給水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)控制帶來(lái)較大困難，而且在淺海水下觀測(cè)時(shí)易觸掛漁網(wǎng)，給整個(gè)平臺(tái)安全性帶來(lái)影響；流阻大還將額外增加水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)自身能耗，從而制約了平臺(tái)的遠(yuǎn)程機(jī)動(dòng)能力，降低了水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的綜合技術(shù)性能。另外，水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與測(cè)量?jī)x器電氣連接外露的水密插座和連接電纜在平臺(tái)水下航行過(guò)程中也會(huì)帶來(lái)不可靠因素。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)現(xiàn)有水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)搭載溫鹽深測(cè)量傳感器所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型推出一種嵌入式溫鹽深測(cè)量傳感器，其目的在于，通過(guò)封裝在水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)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(tái)外部，而將測(cè)控電路等勿需接觸海水的部件嵌入平臺(tái)內(nèi)，以此來(lái)減小溫鹽深測(cè)量傳感器的外露體積和流阻，以適用水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)溫鹽觀測(cè)。
[0008]本實(shí)用新型涉及的嵌入式溫鹽深測(cè)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(cè)控電路板，托板封裝在水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)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(cè)控電路板、水泵固定在托板的內(nèi)側(cè)并嵌入水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)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(yùn)動(dòng)平臺(tái)外部的導(dǎo)流罩內(nèi)。
[0009]托板為封裝在水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)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(yùn)動(dòng)平臺(tái)的外部，托板的內(nèi)側(cè)置于水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的內(nèi)部。
[0010]導(dǎo)流罩為尖嘴流線型，其頂端開(kāi)透水孔。兩個(gè)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(hào)線密封在托板下側(cè)。
[0013]電導(dǎo)池的兩端水平嵌入兩個(gè)導(dǎo)流罩內(nèi)靠近透水孔處，電導(dǎo)池的信號(hào)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(gè)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(hào)線密封在托板下側(cè)。
[0016]測(cè)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(hào)線連接。測(cè)控電路板與水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)測(cè)控模塊相連。
[0017]本實(shí)用新型涉及的嵌入式溫鹽深測(cè)量傳感器嵌入水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在海中運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)，安裝在托板下側(cè)的壓力探頭測(cè)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(cè)量海水溫度，電導(dǎo)池測(cè)量海水電導(dǎo)率，測(cè)量信號(hào)由信號(hào)線傳送到測(cè)控電路板，再傳遞到運(yùn)動(dòng)平臺(tái)測(cè)控模塊，得到海洋溫鹽場(chǎng)資料。
[0018]本實(shí)用新型涉及的嵌入式溫鹽深測(cè)量傳感器將傳感器測(cè)控電路等進(jìn)一步小型化后嵌入平臺(tái)內(nèi)部而無(wú)需采用獨(dú)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(shí)，傳感器測(cè)控電路可直接與水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)測(cè)控模塊在內(nèi)部進(jìn)行電氣連接，解決了此前在平臺(tái)外部利用水密電纜連接可能帶來(lái)的不可靠因素。此外，外露出平臺(tái)的傳感器敏感元件設(shè)計(jì)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(jì)進(jìn)水孔和出水孔以及設(shè)計(jì)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(cè)量。本實(shí)用新型涉及的嵌入式溫鹽深測(cè)量傳感器增加水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的遠(yuǎn)程機(jī)動(dòng)能力，提高了水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的綜合技術(shù)性能。
【附圖說(shuō)明】
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