[发明专利]自沉浮式剖面观测装置

说明书

本发明公开一种自沉浮式剖面观测装置，其包括压缩气瓶、可收缩气囊、第一电磁阀、第二电磁阀以及控制系统；其中，压缩气瓶设有与压缩气瓶内相通的第一通气口，第一电磁阀设置在第一通气口上；可收缩气囊与压缩气瓶连接设置，可收缩气囊设有储气空间，储气空间与第一出气口连通设置，可收缩气囊上开设有与储气空间相通的第二通气口，第二电磁阀设置在第二通气口上。本装置由于采用压缩气体作为上浮的动力源，即使废弃到海洋中也不会对环境产生污染；此外，本装置还具有结构简单、制造成本低的特点。

技术领域

本发明涉及一种自沉浮式剖面观测装置。

背景技术

ARGO浮标是一种用于检测海洋相关数据的测量设备，也叫剖面自动循环探测仪；现有的ARGO浮标通过液压活塞泵把油注入或吸入位于浮标底部的外部皮囊来改变整体体积，通过改变浮标的整体密度，来上升或者沉入在不同深度海域中，由于ARGO浮标需要承受深海的高压，需要特殊的设计来加强整体耐压性和密封性；另外，现有的ARGO浮标主要采用电池作为液压活塞泵的动力来源，电池用完后，整个ARGO浮标被废弃后，电池容易对环境造成污染。可见现有的ARGO浮标存在着结构复杂、制造成本高以及不够环保的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种自沉浮式剖面观测装置，解决上述现有技术问题中的一个或多个。

根据本发明的一个方面，提供了一种自沉浮式剖面观测装置，其包括压缩气瓶、可收缩气囊、第一电磁阀、第二电磁阀以及控制系统；其中，压缩气瓶设有与压缩气瓶内相通的第一通气口，第一电磁阀设置在第一通气口上；可收缩气囊与压缩气瓶连接设置，可收缩气囊设有储气空间，储气空间与第一出气口连通设置，可收缩气囊上开设有与储气空间相通的第二通气口，第二电磁阀设置在第二通气口上；第一电磁阀和第二电磁阀均与控制系统电信号连接。

工作过程，预先将压缩气瓶充满压缩气体；初始状态时，第一电磁阀和第二电磁阀均处于闭合状态，将本装置放入到海水中，由于第二通气口被第二电磁阀控制闭合，空气被锁存在储气空间内，可收缩气囊提供浮力，压缩气瓶自身的重力驱动压缩气瓶调整到可收缩气囊的下方位置，即使整个装置形成浮心在上，重心在下的状态；然后控制系统指令第二电磁阀处于导通状态，第二通气口与可收缩气囊的储气空间导通，由于整个装置在重力的作用下具有带着可收缩气囊往下沉的趋势，可收缩气囊收到海水压强的挤压而收缩，空气从第二通气口被排挤出去，可收缩气囊的浮力消失，整个装置开始下沉，由于海水的密度会随着深度的增加而增大，直到整个装置下潜到预设深度的海域(可预先根据所想要达到的深度通过计算来设计整个装置的密度)，该预设深度的海域的密度与整个装置的密度相等，整个装置停止下沉；在装置下沉的过程中，通过搭载的仪器设备来工作(例如采集海洋信息)，当工作完成后，控制系统指令第一电磁阀处于导通状态，同时控制第二电磁阀处于关闭状态，即将第二通气口关闭，压缩气体从压缩气瓶内由第一通气口喷灌到可收缩气囊的储气空间内，可收缩气囊膨胀储气空间内重新灌满空气，可收缩气囊的浮力恢复，由于可收缩气囊与压缩气瓶连接设置，可收缩气囊带着整个装置上浮到海平面上，然后使用者将本装置回收；本装置由于采用压缩气体作为上浮的动力源，即使废弃到海洋中也不会对环境产生污染；此外，由于压缩气瓶内充满了高压的压缩气体，压缩气瓶的壳体承受内压，那么在设计和制造时，只考虑壳体材料的抗拉强度即可；而现有的ARGO浮标的外壳设计时，由于外壳需要承受海水所施加的外压，那么相应地需要考虑两点：1、外壳的抗压强度需要承受海水所产生的强压；和2、如何避免发生“失稳效应”；那么与现有技术相比，在同等条件下，本装置中压缩气瓶的壳体的稳定性和安全性更高,使得本装置具有结构简单、制造成本低的特点。

在一些实施方式中，还包括测量模块、第一压强传感器和第二压强传感器；其中，测量模块设置成采集第一压强传感器和第二压强传感器的数值，测量模块与控制系统电信号连接；第一压强传感器设置监测压缩气瓶内的压强，第二压强传感器设置监测海水的压强。