[发明专利]具有声遥测监控功能的下放式声多普勒海流剖面仪

说明书

技术领域

本发明涉及海流观测仪器，特别涉及一种具有声遥测监控功能的下放式声多普勒海流剖面仪。

背景技术

LADCP系统是把自容式ADCP用绞车从海表面以一定的速度下放到近底层，再从近底层提升到海面，ADCP在下放和回收过程中不断测量海流剖面，经过数据后处理获得整个深度剖面上的海流速度。

1989年，Hawaii大学的Eric Firing等人[Firing，E.and R.Gordon，1990：Deep oceanacoustic Doppler current profiling.Proc.IEEE Fourth Working Conf.on CurrentMeasurements，Clinton，MD，Current Measurement Technology Committee of theOceanic Engineering Society，192-201]首先尝试把自容式ADCP和温盐深仪(Conductivity-Temperature-Depth System，即CTD)捆绑在一起进行投放式测量并获得成功。近年来，LADCP成为主要的海流观测仪器之一，广泛用于海洋调查实践。在把LADCP和CTD捆绑在一起时，海流观测不需要增加另外的机械动作，因此LADCP常采用LADCP/CTD捆绑式吊放测量。在LADCP系统中，必须有1台垂直向下工作的自容式ADCP，为增加数据量，也可附加1台垂直向上工作的自容式ADCP。

如图1和2所示，水下主体部分包括一台主LADCP、和一台从LADCP、一只电池舱、一只发射机、1个接线盒和连接电缆；主LADCP主要用于垂直向下定时循环测量流场剖面，从LADCP在主LADCP的同步信号控制下垂直向上定时循环测量流场剖面，电池舱用于向主LADCP、从LADCP和发射机供电，接线盒用于主LADCP、从LADCP、发射机和电池舱之间的电气互连，可减少连接电缆的种类。

LADCP系统要求测量出近海底流层相对于大地的绝对流速，需要把LADCP放到距离海底数十米的深度，在操作过程中极易造成吊放系统撞底，导致设备损坏，甚至整个吊放系统丢失；吊放系统的另一个操作风险是在回收时由于不清楚吊放系统的当前深度导致吊放系统飞出水面，造成“飞车”。通常可通过吊放电缆回传深度 和距底高度数据可以解决这两个问题，但这需要万米电缆绞车支持，很多试验船只都不具备这样的条件，这限制了LADCP的应用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有声遥测监控功能的下放式声多普勒海流剖面仪，能够通过声遥测实时传输LADCP深度和距底高度，实时监控下放式声多普勒海流剖面仪(Lower acoustic Doppler current profiler，即LADCP)下放位置，避免吊放系统撞底丢失或飞出水面。

除应用水声通信技术把LADCP测得的吊放系统的深度和距底高度数据通过声遥测系统实时传输给水面控制人员外，本发明还为了防止水声通信发射信号对LADCP的干扰，采用码分多址(CDMA)技术尽可能降低声源级，同时保证通信距离和可靠性。声遥测系统和LADCP构成了具有声遥测监控功能的LADCP系统。

本发明提供的一种具有声遥测监控功能的下放式声多普勒海流剖面仪，其特征在于，所述的下放式声多普勒海流剖面仪应用水声通信技术，通过码分多址编解码把LADCP吊放系统的深度和距底高度数据实时传输给水面控制单元，用于实时监控吊放系统的水中位置。

该下放式声多普勒海流剖面仪包括水下主体部分和水面遥测部分；

所述水下主体部分包括：一台向下工作的主LADCP和一台向上工作的从LADCP、一只电池舱、一只水声通信发射机和连接电缆；

所述水面遥测部分包括：一只水声通信接收机、甲板单元和凯芙拉电缆；

所述的主LADCP内置通信编码模块，主LADCP在定时循环测量海流剖面的同时，根据底跟踪结果得到距底高度，由压力传感器得到深度值，该通信编码模块每隔1～10s左右，优选为5s，将距底高度和深度值进行CDMA编码调制后通过高速DA输出，经连接电缆到水声通信发射机发射出去；

所述水面遥测部分的水声通信接收机对接收到的上述水声通信发射机发射的距底高度和深度值的编码信号进行放大、自动增益控制和滤波后经凯芙拉电缆送到甲板单元；

所述甲板单元对接收的水声通信信号进行缓冲放大、采集、解码和显示，通过CDMA解码解析出距底高度和深度值，显示在面板上，供绞车操作人员实时监控吊放系统的水中位置。