一種海上檢測儀器防生物附著升降裝置的製作方法

2023-12-04 01:14:51

本發明涉及一種海上檢測儀器，具體來說，是一種海上檢測儀器防生物附著升降裝置，屬於海上檢測儀器技術領域。

背景技術：

海洋監測儀器設備的研發，各個階段都有一些代表性技術問世，艱難地跟蹤著國際技術的發展。但是，能夠反映複雜海況的試驗場和測試平臺的缺乏，很多技術產品都沒有實現定型。與其它海域相比，長江口及其附近海域鹹淡水相交，泥沙含量大，營養鹽豐富導致生物附著物生長能力強，複雜的海況導致很多現有設備達不到使用要求，必須進行嚴格的測試。由於我國海洋儀器設備企業規模小，靠自身實力無法進行測試試驗場的建設，亟需通過政府進行公共測試平臺建設。

針對ctd等常規複合式水質傳感器，研發標準化通用性海洋儀器設備測試安裝機構，提供能源、通訊等基礎性條件；針對聲學都卜勒海流剖面測量儀(adcp)等不同測試要求的傳感器，當使用水槽檢測時，水槽要有足夠的寬度和深度，阻塞比要小，測量層數要能足夠判斷儀器的使用性能，目前還沒有合適的室內檢測設備；海洋水質、水文、氣象儀器設備具有工作環境惡劣、可靠性要求高、價值高等特點，需進行長周期海上現場測試是提升設備可靠性和適用性的基礎性工作。

現有的海上檢測儀器，升降運行的可靠性往往不足，水質檢測等傳感器的布置不合理，傳感器容易被生物附著，影響檢測精度，鋼纜的受力較大，傳感器伸入海面以下的深度不確定，影響檢測效果及參數的設定，傳感器升降時穩定性不足，摩擦阻力較大，傳感器的檢查、維修、更換均不方便。

因此，無論是進行海洋儀器試驗還是長周期的海洋環境監測，均需一套能夠較好滿足長周期、穩定性高，合理的基礎設施。

技術實現要素：

本發明需要解決的技術問題是：現有的海上檢測儀器，升降運行的可靠性不足，水質檢測等傳感器的布置不合理，傳感器容易被生物附著，影響檢測精度，鋼纜的受力較大，傳感器伸入海面以下的深度不確定，影響檢測效果及參數的設定，傳感器升降時穩定性不足，摩擦阻力較大，傳感器的檢查、維修、更換均不方便。

本發明採取以下技術方案：

一種海上檢測儀器防生物附著升降裝置，包括用於海洋儀器放置的平衡法蘭9，所述平衡法蘭9底部固定設置螺旋槳13，平衡法蘭9外部可拆卸的設有帶滾珠的套管裝置；還包括用於對所述套管裝置進行豎直導向的升降導管裝置，所述升降導管裝置包括同軸且可旋轉連接的上、下升降管、所述上升降管內固定設有升降裝置，所述升降裝置通過鋼纜與浮力塊16連接，所述浮力塊16通過鋼纜與所述平衡法蘭9上部固定連接；所述滾珠與套管裝置內部之間滾動摩擦；所述上升降管外部設有轉動式卡箍5和卡箍旋轉軸2，所述卡箍旋轉軸2固定在海上觀測臺上，轉動式卡箍5旋轉可帶動上升降管及其內部的套管裝置連同平衡法蘭9移出上升降管，便於平衡法蘭9內物品的維護或更換。

進一步的，所述升降裝置包括升降減速電機18、收線輪19、排線螺紋杆21、排線螺母22，所述升降減速電機18帶動收線輪19和排線螺母22同步旋轉。

進一步的，所述收線輪19與排線螺紋杆21的傳動比相同。

進一步的，所述浮力塊16上設有水位控制傳感器25，所述水位控制傳感器25接觸海平面時反饋給控制系統，控制系統關閉升降減速電機18，使平衡法蘭9及其內部的傳感器伸入海面下方設定的距離。

更進一步的，所述水位控制傳感器25下部固定設置用於與下方鋼纜連接的鋼繩託盤26。

進一步的，所述平衡法蘭9底部開設通孔，用於接收螺旋槳13的湧動水流。

進一步的，升降導管裝置的底面和底部側面均設有海水交換開口14。

進一步的，所述套管裝置自內向外依次設有內套pvc管10、軸承套pvc管11，作為所述滾珠的硬質矽膠珠12固定在所述軸承套pvc管11上。

本發明的有益效果在於：

1)升降運行穩定，可靠性高。

2)設置了用於海洋儀器放置的平衡法蘭，傳感器等海洋儀器放置平穩，布置合理，可靠性高；

3)設置螺旋槳，利用螺旋槳的湧動水流對海洋儀器進行衝刷，避免海洋儀器被生物附著，檢測精度更高；

4)平衡法蘭上方通過鋼纜連接浮力塊，浮力塊不僅可以提供浮力，減輕鋼纜的受力，而且可以在其上設置水位控制傳感器，通過水位傳感器反饋信號控制減速電機關停，從而使平衡法蘭及其內部的傳感器伸入海面下方設定的距離，使測試參數一致，準確。海上潮差是不斷變化的，潮差能達到3-5米左右，如果僅通過鋼纜牽拉，那麼如果潮位發生變化，傳感器甚至懸在空中，無法工作。因此浮力塊與水位傳感器的設計就很關鍵了，當水位傳感器與海水接觸，海洋儀器放置平衡組合裝置停止下降。若潮位發生變化，如退潮，水位傳感器與海水脫離，此時，電機將自動運作，使海洋儀器放置平衡組合裝置繼續下降，直到水位傳感器與海水再次接觸，電機停止工作。即始終保持傳感器在指定的深度作業。

5)平衡法蘭外部可拆卸的設有帶滾珠的套管裝置，一方面減輕摩擦阻力，減輕馬達的負載，減輕鋼纜的拉力，另一方面，套管裝置可拆卸，便於對內部的儀器進行檢修更換。

附圖說明

圖1是本發明海上檢測儀器防生物附著升降裝置固定在海上觀測臺上的示意圖。

圖2是本發明海上檢測儀器防生物附著升降裝置上部結構的透視圖。

圖3是本發明海上檢測儀器防生物附著升降裝置下部結構的透視圖。

圖4是升降裝置的示意圖。

圖5是含升降裝置的上升降管的示意圖。

圖6是升降裝置、鋼纜、浮力塊、套管裝置等結構連接在一起的主視圖。

圖7是升降裝置、鋼纜、浮力塊、套管裝置等結構連接在一起的立體圖。

圖8是圖7中，套管裝置部位的放大示意圖。

圖9是升降裝置的立體示意圖。

圖10是用於海洋儀器放置的平衡法蘭的示意圖。

圖11是平衡法蘭及套管裝置的位置關係示意圖。

圖12是升降導管裝置底部的示意圖。

圖13是浮塊的位置示意圖。

圖14是平衡法蘭及其底部的螺旋槳的位置示意圖。

圖中，1.配合升降法蘭，2.卡箍旋轉軸，3.支架套管，4.含升降裝置的上升降管，5.轉動式卡箍，6.固定卡箍，7.鋼纜與電線，8.密封鋁合金電機座，9.平衡法蘭，10.內套pvc管，11.軸承套pvc管，12.硬質矽膠珠，13.螺旋槳，14.海水交換開口，15.外套hdpe管，16.浮力塊，17.水位控制傳感器，18.升降減速電機，19.收線輪，21.排線螺紋杆，22.排線螺母，23.傳動齒輪，25.水位控制傳感器，26.鋼繩託盤。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步說明。

參見圖1-14，一種海上檢測儀器防生物附著升降裝置，包括用於海洋儀器放置的平衡法蘭9，所述平衡法蘭9底部固定設置螺旋槳13，平衡法蘭9外部可拆卸的設有帶滾珠的套管裝置；還包括用於對所述套管裝置進行豎直導向的升降導管裝置，所述升降導管裝置包括同軸且可旋轉連接的上、下升降管、所述上升降管內固定設有升降裝置，所述升降裝置通過鋼纜與浮力塊16連接，所述浮力塊16通過鋼纜與所述平衡法蘭9上部固定連接；所述滾珠與套管裝置內部之間滾動摩擦；所述上升降管外部設有轉動式卡箍5和卡箍旋轉軸2，所述卡箍旋轉軸2固定在海上觀測臺上，轉動式卡箍5旋轉可帶動上升降管及其內部的套管裝置連同平衡法蘭9移出上升降管，便於平衡法蘭9內物品的維護或更換。

參見圖4和9，所述升降裝置包括升降減速電機18、收線輪19、排線螺紋杆21、排線螺母22，所述升降減速電機18帶動收線輪19和排線螺母22同步旋轉。

參見圖4和9，所述收線輪19與排線螺紋杆21的傳動比相同。

參見圖3，所述浮力塊16上設有水位控制傳感器25，所述水位控制傳感器25接觸海平面時反饋給控制系統，控制系統關閉升降減速電機18，使平衡法蘭9及其內部的傳感器伸入海面下方設定的距離。

參見圖13，所述水位控制傳感器25下部固定設置用於與下方鋼纜連接的鋼繩託盤26。

參見圖14，所述平衡法蘭9底部開設通孔，用於接收螺旋槳13的湧動水流。

參見圖3和12，升降導管裝置的底面和底部側面均設有海水交換開口14。

參見圖3和8，所述套管裝置自內向外依次設有內套pvc管10、軸承套pvc管11，作為所述滾珠的硬質矽膠珠12固定在所述軸承套pvc管11上。

下面進行詳細說明：

參見圖2-14，含升降裝置的上升降管4與外套hdpe管通過轉動式卡箍5固定連接，海21洋儀器放置平衡組合裝置通過316鋼纜與升降裝置連接，無線控制塊浮力塊水位控制裝置與316鋼纜託盤通過螺栓固定，316鋼纜託盤與316鋼纜做螺栓連接，可調節水位高度。防生物附著裝置與內套pvc管做螺栓連接。含升降裝置升降管包括一配合升降法蘭、一升降減速電機、一排線裝置和一連接組件。當電機收到信號通過齒輪咧合傳動帶動排線裝置工作，使得海洋儀器放置平衡組合裝置、無線控制塊浮力塊水位控制裝置和防生物附著裝置順著hdpe外套管穩定上升(下降)，並且收線輪每轉一圈，排線螺母相應移位，使鋼纜線緊密排在收線輪上，不纏繞。無線控制塊浮力塊水位控制裝置包括一水位控制信號器，一316鋼纜託盤，一浮力塊和無線控制模塊。當水位控制信號器接觸到水面，通過無線模塊向電機發出停止運轉信號，升降電機停止工作，浮力塊浮在水面，下端牽拉著海洋儀器放置平衡組合裝置。防生物附著裝置包括一密封鋁合金電機座8，一儀器放置平衡法蘭9和一螺旋槳。當電機運作，通過傳動軸帶動螺旋槳旋轉，形成渦流，去除附著物以及防止生物附著。本發明一方面能夠實現海洋儀器進行穩定升降，另一方面大幅度減少了海洋儀器生物附著，能夠有效保證監測儀器穩定運作。為我國海洋水文、水質和氣象環境監測儀器設備研發測試試驗場及相關產業升級建立支撐。

以上是本發明的優選實施例，本領域普通技術人員還可以在此基礎上進行各種變換或改進，在不脫離本發明總的構思的前提下，這些變換或改進都應當屬於本發明要求保護的範圍之內。