[发明专利]多枚XBT探头自动投放与测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及海洋水文要素测量装置，特别是涉及一种自动控制投放多枚XBT探头测量海水温度剖面的装置。

背景技术

海水温度剖面数据是最基本的海洋环境要素之一，是反映海水热状况的物理量，海水温度的分布与变化影响并制约着其它水文气象要素的变化。海水温度剖面的分布及其随时间的变化直接影响水下声波的传播速度和路径变化。海水温度剖面数据的快速获取可为海洋调查、海洋科学研究和海洋开发利用提供重要帮助。

投弃式温度剖面测量仪（the Expendable BathyThermograph，XBT）是一种投弃式测量装置，通过投放一次性使用的XBT探头，在其快速下降过程中感应和测量海水温度剖面。

目前，投放XBT探头大都采用人工手持式单枚投放装置来完成，利用人工手持式单枚投放装置投放XBT探头至少需要两个专业人员来完成。在具体作业时，一人负责安装和投放探头，另一个人负责操作远程计算机采集处理探头测量的水温剖面数据。而且，投放作业还只能在海况较好的条件下进行。因此，人工手持投放装置存在投放过程复杂、投放耗时长、不能多枚探头同时投放、投放成本高和投放成功率低的缺点；此外，人工投放装置容易受到恶劣海况及人为因素的影响，导致测量效果欠佳甚至失败。在海洋调查时，

有时需要船只航行过程中24小时定时地投放测量探头，投放人员的劳动强度过大，难以实现XBT探头按时和按需进行投放作业。

发明内容

针对现有人工手持式XBT投放装置存在的问题，本发明推出一种多枚XBT探头自动投放与测量系统，其目的在于，将多套单枚投放装置设置于安装在船艉舷上的固定投放架上，固定投放架上的多套单枚投放装置分别与数据采集控制箱相连，数据采集控制箱与数据处理机通过以太网通讯连接，实现自动投放多枚XBT探头以进行水温剖面数据测量。

本发明涉及的多枚XBT探头自动投放与测量系统由甲板单元和观测室单元构成，甲板单元和观测室单元通过以太网通讯连接。

所述的甲板单元安装在船甲板上，包括固定投放架、数据采集控制箱和近程显示终端。甲板单元的作用是完成探头的安装固定、探头状态检测、接收观测室单元的指令完成探头投放动作的执行及探头投放后水温剖面数据的采集、传输。

所述观测室单元位于船舱内部，包括数据处理机以及内部安装的控制与实时数据处理模块。数据处理机与甲板单元的数据采集控制箱连接，完成系统控制指令的发送和数据采集控制箱反馈信息的处理，同时进行GPS信息的接收及温度剖面测量数据接收、处理、存储和曲线的绘制。

固定投放架安装在船艉舷上，采用G形钳固定在船沿上。固定投放架用于固定XBT探头，并完成探头投放动作的执行。固定投放架的释放机构位于投放架的外侧，伸出到海面上。固定投放架由底座和6套相同的单枚探头投放装置组成，其中底座由底盘、支撑臂、支撑杆和底板等组成，通过调整支撑臂在底盘上的安装孔位置可以调整XBT探头的投放角度。每套单枚投放装置结构相同，在某一套投放装置出现故障时可以单独将其拆离出来进行维修，而不影响整套装置的使用。

投放装置包括连接锁紧机构、探头安装架和探头释放机构。连接锁紧机构和探头释放机构固定在探头安装架上，探头安装架内安置一枚XBT探头。连接锁紧机构由压紧手柄、偏心轮、小弹簧、大弹簧、顶尖座、顶尖、支撑滑动杆和驱动挡片等组成，支撑滑动杆穿过探头安装架固定孔后由螺母固定。压紧手柄的偏心轮通过螺钉固定在支撑滑动杆上。大弹簧插入顶尖座的中心位置，顶尖座套在两根支撑滑动杆上，两个小弹簧位于驱动档片和顶尖座之间。顶尖座上以等边三角形均匀分布三个不锈钢顶尖，利用其中两个顶尖连接XBT信号电缆，

探头释放机构由电机安装筒、探头导出槽、挡板连接块、和探头挡板构成。电机安装筒使用螺钉固定在探头安装架的右侧，电机安装筒内设置步进电机和位置传感器，探头导出槽固定于探头安装架的最底端，保证XBT探头下落时保持正确的姿态。

探头挡板和挡板连接块通过螺母和轴套桶固定在电机轴上。档板连接块末端嵌入小型圆柱磁铁，在电机安装筒的水平位置和相距90°的垂直位置各嵌入一个簧片传感器用来检测探头挡板位置。步进电机与数据采集控制箱由电缆连接，当需要释放探头时，步进电机带动探头挡板旋转，XBT探头由于探头挡板的离开在重力的作用自由下落到海水中。探头数据采集完毕后，步进电机带动探头挡板旋转回关闭位置，完成一枚探头的投放。