[发明专利]能够准确测量波浪参数的海洋综合观测浮标及方法

说明书

一种能够准确测量波浪参数的海洋综合观测浮标及方法，它包括底部平台、上部平台、支柱、连接件和观测装置，通过支柱与底部平台和上部平台连接，多个观测装置均匀分布于底部平台的周围，连接件与底部平台和观测装置的浮体连接，浮体沿连接件的立轴上下滑动，通过观测装置测量波高和波周期以及对波向进行观察，处理器对观测数据进行处理。本发明克服了原浮标观测要素过于单一，成本高，管理难度大的问题，具有结构简单，结合波高和波周期及波向观测的数据绘制波浪谱，选取迎波方向的观测结果作为最终观测结果，结构紧凑、稳定性好，观测要素多，降低了海洋多环境要素观测的成本和运维管理的难度的特点。

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，涉及一种能够准确测量波浪参数的海洋综合观测浮标及方法。

背景技术

海洋观测能够为海洋科学研究和资源开发提供宝贵的数据信息支撑，是海洋科技和经济发展的重要基础。海洋浮标作为一个漂浮式的海上观测平台，可以在各种复杂的海洋环境中进行长期、连续、实时的海洋观测, 是海洋观测技术中最重要的手段之一。中国专利CN110498017A（陈元等）、中国专利CN208931584U（陆雪良）等提出的海洋水文气象综合监测浮标，通过搭载不同类型的传感器，可用于获取海洋气象、水文、水质、生态等多种参数，能够满足不同的海洋观测需求，从而有效地降低海洋观测的成本和难度。

在众多的海洋环境参数中，波浪参数是海洋工程设计和施工中必不可少的基础数据。由于海洋综合观测浮标搭载的观测设备较多，导致浮标需要有足够大的体积来布置传感器以及相应的供能系统。因此，现有的海洋综合观测浮标基本采用大浮体设计，随波性差，严重影响了海洋波浪观测的精度和准确性，导致无法观测到小型波浪以及完整的波浪谱，从而限制了海洋综合观测浮标的应用范围和适用性。为了解决大体积浮标进行海洋波浪观测存在的不足，中国专利CN110884614A（毛科峰等）、CN110104125A（徐大伟）、CN209426985U(周良明）、CN209441557U(周良明）提出几种专用于海洋波浪观测的小型波浪浮标。然而，小型波浪浮标虽然能够有效地解决海洋波浪观测精度的难题，但是观测要素过于单一，增加了海洋多环境要素观测的实施成本以及运维管理的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够准确测量波浪参数的海洋综合观测浮标及方法，结构简单，采用支柱与底部平台和上部平台连接，多个观测装置均匀分布于底部平台的周围，连接件与底部平台和观测装置的浮体连接，浮体沿连接件的立轴上下滑动，观测装置测量波高和波周期以及对波向进行观察，处理器对观测数据进行处理，结合波高和波周期及波向观测的数据绘制波浪谱，选取迎波方向的观测结果作为最终观测结果，结构紧凑、稳定性好，观测要素多，降低了海洋多环境要素观测的成本和运维管理的难度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种能够准确测量波浪参数的海洋综合观测浮标，它包括底部平台、上部平台、支柱、连接件和观测装置；所述支柱的两端分别与底部平台和上部平台连接，观测装置的多个浮体呈环形均布于底部平台外，连接件与底部平台和浮体连接；浮体沿连接件的立轴上下滑动，观测装置测量波高和波周期以及对波向进行观察。

所述底部平台为圆柱形、圆锥形或圆环形的中空结构，位于腔体中心设置仪器舱，位于仪器舱外设置多个独立的浮力舱。

所述上部平台为圆形的平板，平板上安装供电系统、卫星信号装置、无线电信号发射装置或接收送装置。

所述支柱为中空的圆柱体，位于圆柱体内设置波向测量仪。

所述连接件包括与立轴两端连接的支架，以及位于立轴和支架接触处的缓冲垫，支架与底部平台连接。

所述浮体内设置无线通信模块、存储模块、供电模块和波浪观测模块，无线通信模块、存储模块、供电模块和波浪观测模块及波向测量仪与处理器连接。

所述浮体为中空封闭的球形或环形结构，位于浮体外设置相互对称的滑动环与其连接，立轴穿过浮体和滑动环与两者滑动配合。