[实用新型]一种剖面式海冰冰压测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压力测量系统，具体涉及一种剖面式海冰冰压测量系统。

背景技术

众所周知，我国渤海、东海等沿海开阔水域在冬季都会发生大面积的结冰现象，在温度极低的情况下甚至会形成冰盖，这些冰盖不仅会导致航道阻塞，还会对船只、海上设施和海岸工程造成破坏。同时海冰的产生与消融还广泛存在于极地环境，并对极地的海洋生态系统、极地上层海洋过程、大气-海冰-海洋相互作用以及全球气候变化等方面都产生了非常显著的影响。因此，对于海冰的观测与预报是十分有必要的。而在冰的形成过程中，冰层内部所发生的力学强度变化一直是我们进行海冰观测与预报的重要科学依据之一，而这一力学强度变化恰恰反映在冰压的变化上，所以，对冰压的测量就显得极为关键。

长久以来，由于受到现有观测方法和观测设备的限制，国内外研究学者对于海冰冰压的测量采用的方式还是以现场短期人工测量为主，且往往只针对某一特定深度的冰层进行观测，无法涵盖到完整冰层的冰压测量。随着科学技术的进步，近年来也有少量研究采用自动化装备进行测量。不过这些研究采用的技术往往对海冰的原位环境破坏较大，并且不能对同一地点进行长期原位多剖面测量。因此本实用新型有望填补这一技术空白，从而推进我国海冰预测技术的发展和进步。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，目的在于提出了一种剖面式海冰冰压测量系统，其结构简单，工作稳定，可以实现对海冰冰压进行长期、原位、多层位监测。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现的：一种剖面式海冰冰压测量系统，所述测量系统包括控制箱、卫星收发天线、压力传感器链、配重；所述控制箱中具有电源和控制模块，电源与控制模块相连；所述压力传感器链和卫星收发天线均通过电缆线与控制模块相连；所述配重固定于压力传感器链的底部。

进一步的，所述控制模块包括微处理器、压力传感器控制模块、卫星收发模块、数据存储模块，所述压力传感器控制模块、卫星收发模块和数据存储模块均与微处理器相连，所述压力传感器控制模块与压力传感器链相连，所述卫星收发模块与卫星收发天线相连。

进一步的，所述压力传感器链采用I²C通信协议与微处理器进行通讯与数据传输。

进一步的，所述压力传感器链由至少100片压力传感器芯片等间距依次在FPC柔性电路板上排列而成，所述间距为1.5-3cm。

进一步的，所述控制箱只设有一个外部连接口；所述控制箱搭载于浮标上。

进一步的，所述压力传感器链密封在包覆层内，所述包覆层首尾两处开有连接口，分别用于电缆线的固定连接与配重的固定连接。

进一步的，所述配重保证包覆层始终处于紧绷状态。

进一步的，还包括电缆固定装置，所述电缆固定装置包括顶板、支撑杆、锁紧杆、底板，所述顶板固定在支撑杆顶部，所述底板固定在支撑杆的下部，所述支撑杆上沿支撑杆的圆周方向均匀铰接至少三根锁紧杆；电缆线缠绕于电缆固定装置上，所述卫星收发天线安装于顶板处。

进一步的，所述三根锁紧杆为可伸缩的长杆，所述锁紧杆开合最大角度与支撑杆中心线呈45度。

进一步地，所述电源为12V锂电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）具有创新性的采用压力传感器链的方法实现剖面式海冰冰压测量功能，较大程度上提高了海冰内部冰压数据的完整性，使现有海冰监测模型更加完善，海冰预测更加准确。

（2）系统配置灵活，结构简单，可搭载性强。可以通过适当增加或减少压力传感器数量来控制测量的剖面深度；通过控制每个压力传感器之间的间距来控制每个层位的具体位置，使测量数据更加精确。

（3）采用可折叠的中间固定杆的方式固定电缆线，实现了远距离、多地点同时观测的功能。

（4）采用锂电池供电，并替代嵌入式系统，采用单片机进行通信与数据收集，较大程度上减小了系统的功耗，提高了系统的连续工作能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例的系统连接示意图；

图2为本实用新型实施例的电缆固定装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例的压力传感器链结构示意图；

图4为本实用新型实施例的控制系统工作示意图；

图5为本实用新型的实际投放应用示意图；