[发明专利]一种嵌入式水下运动平台载温盐深传感器

说明书

技术领域

本发明涉及海洋测量仪器，特别涉及一种水下运动平台上装载的海洋温盐剖面测量仪器。

背景技术

海洋温度、电导率、深度是海洋环境的基本参数，海洋环境温盐场数据是海洋水文动力环境监测的重要内容，利用温盐深传感器获取温度、电导率随深度动态变化的海洋温盐场分布对海洋科学研究和海上军事活动具有重要意义。

为获取现场海洋温盐场数据，现已采用了多种平台技术与温盐深测量技术。如利用浮标等固定平台水下锚系安装温盐深传感器链，可以进行长期定点观测，获取长时序的温盐剖面数据，但其不足是平台无法自主移动，平台锚系搭载温盐深传感器数量有限，所观测的海洋温盐场环境空间分辨率较小。再如，利用科考船上的水文绞车搭载温盐深剖面测量仪进行温盐场观测也是当前大量应用的另一种方式，但这种方式受制于天气影响，不能随时观测，所获取的海洋温盐场环境数据时序短、样本不全面，难以更好地满足需求。而且动用船只远航耗资巨大，在业务化观测时经济成本压力使得航期、航程均会受到较大影响。因此，区别于前述无人锚定平台、水面船舶外的无人水下运动平台，如ARGO浮标、水下滑翔器等，作为灵活机动、准确快速获取大面积海洋温盐场现场环境数据的有力工具得到重视，水下运动平台以及相应的传感测量技术已成为当前海洋科技领域竞争的制高点。

当前在利用水下运动平台进行海洋温盐场观测时，主要是通过水下运动平台外部设置的温盐深测量传感器进行。图1显示现有技术的水下运动平台安装通用型温盐深测量传感器的基本状况。

如图1所示，通用型温盐深测量传感器3由固定支架2紧固在水下运动平台1上，温盐深测量传感器3在水下运动平台1行进中测量海洋中不同深度下的海水温度和盐度，测量信号通过水密插座4和连接电缆传递到水下运动平台1内的运动平台测控模块5。

图1显示的现有技术的水下运动平台安装的通用型温盐深测量传感器自成一体，由温度探头、压力探头和测量电导率(盐度)的电导池构成，相对这种使用方式，测量传感器结构布局不合理、体积大、自重大、外形流线型设计缺失，故而流阻大，使水下运动平台难以保持平衡，不仅給水下运动平台结构设计和现场运动控制带来较大困难，而且在浅海水下观测时易触挂渔网，給整个平台安全性带来影响；流阻大还将额外增加水下运动平台自身能耗，从而制约了平台的远程机动能力，降低了水下运动平台的综合技术性能。另外，水下运动平台与测量仪器电气连接外露的水密插座和连接电缆在平台水下航行过程中也会带来不可靠因素。

发明内容

针对现有水下运动平台搭载温盐深测量传感器所存在的问题，本发明推出一种嵌入式温盐深测量传感器，其目的在于，通过封装在水下运动平台外壳上的托板将感知温度、盐度和压力的敏感元件置于平台外部，而将测控电路等勿需接触海水的部件嵌入平台内，以此来减小温盐深测量传感器的外露体积和流阻，以适用水下运动平台的现场温盐观测。

本发明涉及的嵌入式温盐深测量传感器包括托板、导流罩、温度探头、电导池、压力探头、水泵、测控电路板，托板封装在水下运动平台外壳上，导流罩、温度探头、电导池固定在托板外侧，压力探头固定在托板上，测控电路板、水泵固定在托板的内侧并嵌入水下运动平台内部，压力探头受压面露在托板外侧；托板外侧的部件，包括温度探头、电导池、压力探头受压面，置于水下运动平台外部的导流罩内。

托板为封装在水下运动平台外壳上部的弧形板，呈流线小曲率球面形状，由铝合金材料经氧化后制成。托板的外侧置于水下运动平台的外部，托板的内侧置于水下运动平台的内部。

导流罩为尖嘴流线型，其顶端开透水孔。两个导流罩安装在托板外侧的前后两端，导流罩的底部固定在托板上。

压力探头安装在托板下部，其受压面穿透托板直接感受外部海水压力。

温度探头嵌入安装在托板上侧，置于导流罩腔体内的透水孔下方，温度探头的信号线密封在托板下侧。

电导池的两端水平嵌入两个导流罩内靠近透水孔处，电导池的信号线密封在托板下侧。

电导池上方安装电导池防护杆，电导池防护杆两端分别嵌入两个导流罩内。电导池防护杆与电导池玻璃管平行，具有保护电导池的作用。

水泵安装在托板上侧的后导流罩内，置于导流罩透水孔下方，水泵信号线密封在托板下侧。

测控电路板安装在托板下侧，与温度探头、电导池、压力探头、水泵的信号线连接。测控电路板与水下运动平台测控模块相连。