[发明专利]一种水体剖面环境光场自由落体测量系统

说明书

本发明公开了一种水体剖面环境光场自由落体测量系统，该系统主体由上至下依次包括浮体外壳、嵌入浮体外壳的主浮体和基架；所述基架呈内中空且位于主浮体的下方，所述基架的下方设有多个配重调节块，所述基架的侧边对称设有承力接头和钢丝同步带；所述钢丝同步带固定于基架的外侧，其用于固定传感器，所述承力接头位于基架的内侧，用于连接铠装电缆；所述铠装电缆与传感器连接以提供通讯和电力传输。本发明能够在海洋或湖泊使用，测量数据为真实水体环境光场，且在水流作用下远离船只往外漂流，达到一定距离处（20‑30m），避免了船体对水体光学环境的影响。

技术领域

本发明属于海洋观测技术领域，具体涉及一种水体剖面环境光场自由落体测量系统。

背景技术

太阳光进入水体（海洋或湖泊）后与水分子和水中颗粒物相互作用，产生独特的环境光场。海洋环境光场剖面测量是海洋光学调查中常规测量项目，可应用于水中浮游植物、非色素颗粒物和可溶有机物等浓度反演以及卫星水色遥感产品的真实性检验。此外，水下光场分布对研究水下视觉、水下成像和激光通讯等亦有重要的作用。

水中剖面环境光场的测量一般可通过以下三种方式实现：（1）通过光学传感器和船载绞车实现，即把光学传感器集成在一个光学笼中，然后通过绞车释放和回收光学笼测量水中剖面环境光场；该方法易于实现，但缺陷是由于绞车固定在船体上，测量的水中环境光场受船体影响较大。（2）通过把光学传感器固定在浮标上在固定深度测量海水光学辐射，比如已公开的专利申请号“CN 110116787A”和“CN 110470386A”；该方法的优点是能够长期工作，缺点是只能测量固定深度的水体环境光场，且光学浮标体积大、重量大，无法便携使用进行大面积海域调查。（3）通过把光学传感器固定在具有电力和液压等动力装置的平台上，实现浮力控制实现剖面测量，比如已授权专利“CN 108917727 B”和公开的专利申请“CN110715652 A”；该方法的优点是易于控制平台姿态，但需要液压和电力等动力装置，整体设计较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种水体剖面环境光场自由落体测量系统，以及该系统的使用方法，以弥补现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采取的具体技术方案为：

一种水体剖面环境光场自由落体测量系统，该系统主体由上至下依次包括浮体外壳、嵌入浮体外壳的主浮体和基架；所述基架呈内中空且位于主浮体的下方，所述基架的下方设有多个配重调节块，所述基架的侧边对称设有承力接头和钢丝同步带；所述钢丝同步带固定于基架的外侧，其用于固定传感器，所述承力接头位于基架的内侧，用于连接铠装电缆；所述铠装电缆与传感器连接以提供通讯和电力传输。

进一步的，所述钢丝同步带通过固定扣固定于基架的外侧，其用于固定传感器；所述传感器可选择光谱辐射计，当然也可以选择其他传感器；所述传感器包括传感器一和传感器二，所述水密接头一位于传感器一的底端，所述水密接头二位于传感器二的顶端，水密接头和铠装电缆连接，用于数据和电力通讯。

进一步的，所述主浮体内设有空心玻璃微珠。

进一步的，所述基架的外侧还设有多个保护架，该保护架的外围尺寸大于传感器尺寸，在与船体碰撞时起保护传感器的作用，保护架可以设为不锈钢环。

进一步的，所述浮体外壳和基架固定连接，浮体外壳和基架均为不锈钢板材质；所述基架通过螺孔和螺钉和固定锁扣与保护架连接；所述固定锁扣和保护架可以设置上下两排；所述基架下方为3排配重调剂块，用以根据调整系统在水中重力，使其呈负浮力，根据配重大小调节下降速度在0.1-1m/s。

进一步的，所述主浮体、浮体外壳、基架、保护架和配重调节块的表面均涂黑，以减少系统对环境光场的影响。

进一步的，所述配重调节块呈左右两侧平均排布，以保持整个系统的平稳性。

所述水体剖面环境光场自由落体测量系统的使用方法包括以下步骤：