一種海洋浮標的製作方法

2023-07-26 21:47:41 2

一種海洋浮標的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種海洋浮標，其包括：固定設置在所述海洋浮標上的密封筒；密封設置在所述密封筒內且配合工作的經緯度定位裝置、數據採集存儲裝置、電源電池和能夠向作業平臺或岸站發送信號的信號發射裝置。本發明提供的海洋浮標，通過在海洋浮標上設置經緯度定位裝置、數據採集存儲裝置、電源電池和信號發射裝置來對其進行定位，從而使工作人員能夠及時尋回被破壞後的海洋浮標，降低了海洋浮標被人為破壞後的損失。
【專利說明】
一種海洋浮標

【技術領域】
[0001]本發明涉及海洋監測設備【技術領域】，更具體地說，涉及一種海洋浮標。

【背景技術】
[0002]近年來，隨著國家對海洋基礎科學研究和海洋(石油/天然氣)工程應用的投入日益加大，依賴海洋浮標技術來獲取特定海域的海洋和氣象數據信息的研究/工程的項目也頻繁立項並開展實施。目前在海洋石油/天然氣開採區域作業的平臺(船)都需要使用海洋浮標作為安全生產的預警設備，這些海洋浮標布放在距離作業平臺10?40海裡以外的位置，實時地為海洋石油作業平臺(船)提供海洋內波、海面氣象(風速風向、溫度溼度等)、海洋水文(波高波向、海流的流速流向等)等信息，以供平臺(船)的安全作業參考。
[0003]針對水深超過500米，離岸(陸地)直線距離超過50海裡，岸站(陸地控制站點)發射的GSM/CDMA (GSM和CDMA均為無線電通信技術)信號無法到達的特定海域的科學研究/工程項目的需要，一般是採用將多種海洋及氣象觀測傳感器安裝於海洋浮標上，然後再將海洋浮標投放於預定海域的觀測方法。而此種海洋浮標被稱為深遠海觀測浮標。深遠海觀測浮標的底部採用重塊錨定，浮標和重塊之間使用高強度的錨繩連接，還可根據不同的觀測需要，在錨繩上加載其它觀測儀器。深遠海觀測浮標工作時間一般較長(I年以上)，所以一般採用多晶矽太陽能集電板和鉛蓄電池配合充供電的無人值守自動工作模式。
[0004]在現有技術中，因為深遠海觀測浮標投放後基本處於無人值守狀態，並且其投放海域離岸距離較遠，所以只能通過特種數據遙傳方式(如銥星、海事衛星等傳輸方式)，來實現平臺(船)和陸地岸站對其的遠程通訊和監控。特殊的工作模式，導致在該類型海域投放的深遠海觀測浮標經常遭到嚴重的人為(盜竊)破壞:深遠海觀測浮標的艙蓋被人為開啟後，其內部的鉛蓄電池電源被盜竊，導致深遠海觀測浮標工作中斷，最終完全喪失深遠海觀測浮標的所有信息。待相關部門專程派遣作業船隻及人員現場搜尋，較小概率能找到深遠海觀測浮標被破壞後的遺體，但深遠海觀測浮標內所有儀器設備均被盜竊破壞；大多數情況，整個深遠海觀測浮標的下方錨泊裝置(系泊錨繩)被割斷破壞，導致整個深遠海觀測浮標體被盜走，或者錨泊裝置破壞後，深遠海觀測浮標隨波逐流而漂失。
[0005]因此，如何降低海洋浮標被人為破壞後的損失，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。


【發明內容】

[0006]有鑑於此，本發明提供了一種海洋浮標，其降低了海洋浮標被人為破壞後的損失。
[0007]為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0008]一種海洋浮標，其包括:
[0009]固定設置在所述海洋浮標上的密封筒；
[0010]密封設置在所述密封筒內且配合工作的經緯度定位裝置、數據採集存儲裝置、電源電池和能夠向作業平臺或岸站發送信號的信號發射裝置。
[0011]優選的，上述海洋浮標中，所述密封筒上設置有雙沉頭連接孔，穿過所述雙沉頭連接孔的螺栓通過與螺母配合將所述經緯度定位裝置、數據採集存儲裝置、電源電池和信號發射裝置密封於所述密封筒內。
[0012]優選的，上述海洋浮標中，還包括設置在所述海洋浮標主艙內的AIS接收器，所述AIS接收器連接於所述海洋浮標的主監測系統內。
[0013]優選的，上述海洋浮標中，還包括設置在所述海洋浮標主艙內的光線傳感器，所述光線傳感器連接於所述海洋浮標的主監測系統內。
[0014]優選的，上述海洋浮標中，所述密封筒通過螺栓依次與丁腈橡膠水密膠墊、合成尼龍蓋板、不鏽鋼法蘭固定環固定實現密封。
[0015]優選的，上述海洋浮標中，所述螺栓頭部用於與旋緊工具配合的插槽為多邊形凹槽，且所述多邊形凹槽的每個邊均為向靠近所述多邊形凹槽的中心凸起的弧形邊。
[0016]優選的，上述海洋浮標中，所述密封筒為不鏽鋼密封筒或船用鋼密封筒。
[0017]優選的，上述海洋浮標中，所述經緯度定位裝置包括GPS採集裝置及天線。
[0018]優選的，上述海洋浮標中，所述信號發射裝置包括銥星通訊裝置和銥星發射天線。
[0019]優選的，上述海洋浮標中，所述電源電池為鹼錳電池。
[0020]本發明提供的海洋浮標中，在其上固定設置有密封筒，在密封筒內設置有經緯度定位裝置、數據採集存儲裝置、電源電池和信號發射裝置，其中電源電池為經緯度定位裝置、數據採集存儲裝置、和信號發射裝置正常運行提供電能，經緯度定位裝置在海洋浮標的錨繩被割斷後，海洋浮標在被盜帶離或隨波漂流的過程中能夠實時對浮標進行定位，並將定位數據傳送至數據採集存儲裝置中，並最終通過信號發射裝置將海洋浮標的定位信息發送給作業平臺或岸站，從而使工作人員能夠及時獲知海洋浮標的位置以將其尋回，從而減少損失。本發明提供的海洋浮標，通過在海洋浮標上設置經緯度定位裝置、數據採集存儲裝置、電源電池和信號發射裝置來對其進行定位，從而使工作人員能夠及時尋回被破壞後的海洋浮標，降低了海洋浮標被人為破壞後的損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發明實施例提供的海洋浮標的密封筒及設置在其內部的經緯度定位裝置、數據採集存儲裝置和信號發射裝置的俯視圖；
[0023]圖2為圖1的右視剖面圖；
[0024]圖3為密封筒與丁腈橡膠水密膠墊、合成尼龍蓋板、不鏽鋼法蘭固定環、螺栓和螺母的裝配爆炸圖；
[0025]圖4為螺栓的結構示意圖。
[0026]以上圖1-圖4中:
[0027]密封筒1、經緯度定位裝置2、數據採集存儲裝置3、電源電池4、雙沉頭連接孔5、螺栓6、螺母7、丁腈橡膠水密膠墊8、合成尼龍蓋板9、不鏽鋼法蘭固定環10、插槽11、銥星通訊裝置12、銥星發射天線13。

【具體實施方式】
[0028]本發明提供了一種海洋浮標，其降低了海洋浮標被人為破壞後的損失。
[0029]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0030]本實施例中所述的海洋浮標主要指的是深遠海觀測浮標。
[0031]如圖1-圖4所示，本發明實施例提供的深遠海觀測浮標，其包括:
[0032]固定設置在深遠海觀測浮標上的密封筒1，此密封筒I設置在深遠海觀測浮標的隱蔽位置以降低違法人員發現並對其進行破壞的機率；
[0033]密封設置在密封筒I內且相互配合工作的經緯度定位裝置2、數據採集存儲裝置
3、電源電池4和能夠向作業平臺或岸站發送信號的信號發射裝置。
[0034]本實施例提供的深遠海觀測浮標中，在其上固定設置有密封筒1，在密封筒I內設置有經緯度定位裝置2、數據採集存儲裝置3、電源電池4和信號發射裝置，其中電源電池4為經緯度定位裝置2、數據採集存儲裝置3、和信號發射裝置正常運行提供電能，經緯度定位裝置2在深遠海觀測浮標的錨繩被割斷後，深遠海觀測浮標在被盜帶離或隨波漂流的過程中能夠實時對浮標進行定位，並將定位數據傳送至數據採集存儲裝置3中，並最終通過信號發射裝置將深遠海觀測浮標的定位信息發送給作業平臺或岸站，從而使工作人員能夠及時獲知深遠海觀測浮標的位置以將其尋回，從而減少損失。
[0035]本實施例提供的深遠海觀測浮標，通過在深遠海觀測浮標上設置經緯度定位裝置2、數據採集存儲裝置3、電源電池4和信號發射裝置來對其進行定位，從而使工作人員能夠及時尋回被破壞後的深遠海觀測浮標，降低了深遠海觀測浮標被人為破壞後的損失。
[0036]為了進一步優化上述技術方案，本實施例提供的深遠海觀測浮標中，密封筒I與不鏽鋼法蘭固定環10配合形成雙沉頭連接孔5，穿過雙沉頭連接孔5的螺栓6通過與螺母7配合將經緯度定位裝置2、數據採集存儲裝置3、電源電池4和信號發射裝置密封於密封筒I內，如圖3所示。雙沉頭連接孔5能夠使得螺栓6的頭部和旋緊在螺栓6上的螺母7分別位於兩個沉頭內，從而避免違法人員使用常規拆卸工具直接對螺栓6或螺母7進行操作，與螺栓6頭部的特定結構配合以起到防盜的作用。具體的，此種連接孔以及與其配合的特定結構(多邊形凹槽)的螺栓6還分別應用於深遠海觀測浮標的主艙蓋、分艙蓋、電瓶艙艙蓋、上支架安裝位置和尾管安裝位置上。
[0037]優選的，本實施例提供的深遠海觀測浮標中，還包括設置在深遠海觀測浮標主艙內的AIS (英文Automatic Identificat1n System的縮寫，船舶自動識別系統)接收器，AIS接收器連接於深遠海觀測浮標的主監測系統內，在主監測系統的控制下進行工作。考慮到深遠海觀測浮標布放的位置已經遠離陸地，而且浮標體積和重量都較大(直徑3米以上，重量1.7噸以上，高度4米以上)，能前往深遠海觀測浮標錨定點，進行盜竊破壞的船隻，一般都在300噸級以上。按照國際海事規定，300噸級以上的近海及遠洋船舶一般都必須安裝AIS主動發射系統。所以，在深遠海觀測浮標上安裝一個AIS信號的被動接收器即AIS接收器，就可以在涉嫌盜竊破壞的船舶靠近深遠海觀測浮標100米內時，AIS接收器就能夠捕獲由船舶自動發出的AIS廣播信息，通過深遠海觀測浮標主監測系統中的數據採集、發射終端，向岸站或作業平臺報警。
[0038]進一步的，本實施例提供的深遠海觀測浮標中，還包括設置在深遠海觀測浮標主艙內的光線傳感器，光線傳感器連接於深遠海觀測浮標的主監測系統內，在主監測系統的控制下進行工作。在深遠海觀測浮標主艙蓋封閉後，艙內光線近乎為零，也就是完全黑暗的狀態。所以，只要在艙蓋下方，安裝一個光線傳感器，一旦主艙蓋被人為開啟，光線傳感器監測到明顯的光線強度變化，即可將該信號通過深遠海觀測浮標內的原有的數據採集和發射終端，向岸站或作業平臺報警。
[0039]如圖3所示，密封筒I通過螺栓6依次與丁腈橡膠水密膠墊8、合成尼龍蓋板9、不鏽鋼法蘭固定環10固定以實現密封。密封筒I優選採用牌號為316的不鏽鋼或CCS(英文China Classificat1n Society的簡稱，中國船級社，中國唯一從事船舶入級檢驗業務的專業機構)規定的B級及以上船用鋼為材料的密封筒。其作為GPS數據採集和發射的容納艙室。丁腈橡膠水密膠墊8作為密封筒I的密封組件部分，保證隔水防潮。合成尼龍蓋板9，一方面可作為牢固的密封組件，另一方面能夠保證GPS信號採集和銥星信號發射的正常運行(信號不會被屏蔽，如果使用金屬蓋板，信號就會被屏蔽)。不鏽鋼法蘭固定環10，為鏤空的圓環，一方面能固定住尼龍蓋板，保證安裝筒體的牢固性和水密性，另一方面也是避免對GPS和銥星信號造成屏蔽。具體的，同一個雙沉頭連接孔5的其中一個沉頭設置在密封筒I壁上，另一個沉頭設置在不鏽鋼法蘭固定環10上。
[0040]優選的，如圖4所示，螺栓6頭部用於與旋緊工具配合的插槽11為多邊形凹槽，且多邊形凹槽的每個邊均為向靠近多邊形凹槽的中心凸起的弧形邊。此螺栓結構與上述雙沉頭連接孔5配合，螺栓的頭部和與螺栓擰緊的螺母均位於沉頭內，使得緊固連接的螺栓6隻能通過特製的專用拆卸工具(例如螺絲刀)才能開啟，螺絲刀插入螺栓6插槽11中的插頭結構與插槽11的結構相匹配，這樣才能卡緊螺栓6進而順利實現螺旋的旋擰操作，而使用常規的「一」字或「十」字螺絲刀則無法與多邊形凹槽卡緊，違法人員無法將螺栓6從雙沉頭連接孔5中拆卸，從而無法進行盜竊、破壞操作，進而起到防盜作用。
[0041 ] 為了使技術方案更加完善，本實施例中，經緯度定位裝置2包括GPS裝置和GPS天線；信號發射裝置包括銥星通訊裝置12和銥星發射天線13 ;電源電池4為鹼錳電池，更具體的，本實施例中的鹼錳電池為鹼性鋅錳圓柱狀I號電池。本段所述的裝置均為優選裝置，其中信號發射裝置還可以為其他裝置，例如短波通訊裝置、北鬥衛星導航系統的信號發射裝置或海事衛星的信號發射裝置，但是其均存在地域或距離的限制，所以本實施例中的信號發射裝置優選採用銥星通訊裝置12和銥星發射天線13。
[0042]具體的，密封筒I內的裝置為能獨立採集及發射GPS (英文Global Posit1ningSystem的縮寫，全球定位系統)數據的裝置，同時確保在海洋特殊環境下的防水、防潮，並能滿足長時間供電需求。在深遠海觀測浮標的隱蔽位置，安裝包括密封筒I及其內部的經緯度定位裝置2、數據採集存儲裝置3、電源電池4和信號發射裝置的追蹤定位系統，其主要使用一塊GPS模塊(附帶GPS天線)實時採集經緯度信息，再通過數據採集發射終端(數據採集存儲裝置3、銥星通訊裝置12和銥星發射天線13)，根據用戶需求，按時段向岸站或作業平臺發送深遠海觀測浮標的定位信號，該系統使用獨立乾電池電源，裝置體積較小，能耗也很小。系統外部的安裝保護殼(密封筒I )，密封良好、隱蔽且堅固，能確保該系統不被發現且難以破壞。從而保證當海洋浮標遭到人為破壞(盜竊)後，仍能通過此追蹤定位系統向岸站或作業平臺遙傳深遠海觀測浮標的經緯度信息，為日後搜尋深遠海觀測浮標提供地理座標信息，也為日後法律追償提供依據。從而最大程度挽回海洋浮標設備和海洋科研數據的損失。
[0043]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0044]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種海洋浮標，其特徵在於，包括: 固定設置在所述海洋浮標上的密封筒(I); 密封設置在所述密封筒(I)內且配合工作的經緯度定位裝置(2)、數據採集存儲裝置(3)、電源電池(4)和能夠向作業平臺或岸站發送信號的信號發射裝置。
2.根據權利要求1所述的海洋浮標，其特徵在於，所述密封筒(I)上設置有雙沉頭連接孔(5)，穿過所述雙沉頭連接孔(5)的螺栓(6)通過與螺母(7)配合將所述經緯度定位裝置(2 )、數據採集存儲裝置(3 )、電源電池(4 )和信號發射裝置密封於所述密封筒(I)內。
3.根據權利要求1所述的海洋浮標，其特徵在於，還包括設置在所述海洋浮標主艙內的AIS接收器，所述AIS接收器連接於所述海洋浮標的主監測系統內。
4.根據權利要求1所述的海洋浮標，其特徵在於，還包括設置在所述海洋浮標主艙內的光線傳感器，所述光線傳感器連接於所述海洋浮標的主監測系統內。
5.根據權利要求1所述的海洋浮標，其特徵在於，所述密封筒(I)通過所述螺栓(6)依次與丁腈橡膠水密膠墊(8)、合成尼龍蓋板(9)、不鏽鋼法蘭固定環(10)固定實現密封。
6.根據權利要求2所述的海洋浮標，其特徵在於，所述螺栓(6)頭部用於與旋緊工具配合的插槽(11)為多邊形凹槽，且所述多邊形凹槽的每個邊均為向靠近所述多邊形凹槽的中心凸起的弧形邊。
7.根據權利要求1所述的海洋浮標，其特徵在於，所述密封筒(I)為不鏽鋼密封筒或船用鋼密封筒。
8.根據權利要求1所述的海洋浮標，其特徵在於，所述經緯度定位裝置(2)包括GPS採集裝置及天線。
9.根據權利要求1所述的海洋浮標，其特徵在於，所述信號發射裝置包括銥星通訊裝置(12)和銥星發射天線(13)。
10.根據權利要求1-9中任意一項所述的海洋浮標，其特徵在於，所述電源電池(4)為鹼猛電池。
【文檔編號】B63B22/24GK104443280SQ201310440451
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】丁濤, 周蓓鋒, 李俊德, 梁楚進, 馮子旻, 張敏強, 金魏芳, 廖光洪, 曾建武, 李靈波 申請人:國家海洋局第二海洋研究所