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大型海洋环境监测浮标(海洋浮标观测)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-03-13 11:53   点击:95  编辑:jing 手机版

1. 海洋浮标观测

海洋浮标是以锚定在海上的观测浮标为主题的海洋语文水质气象自动观测站。虽然他在大海上毫不起眼,但它的作用却丝毫不能忽视,他能在任何恶劣的天气情况下进行长时间连续的工作,能收集到调查船难以收集到的恶劣天气的情况。

2. 海洋浮标观测技术开发及应用

一是研制阶段;二是试用阶段;三是实用阶段。

海洋浮标是海洋水文水质气象自动观测站,为海洋科学研究、海上石油(气)开发、港口和国防建设作出贡献。

3. 海洋观测浮标通用技术要求

海洋研究和开发所用的水声技术,如回声探测、被动探测、水声通讯、水声遥测和水声遥控等。   回声探测  利用一组换能器发射声信号,通过另一组换能器接收从目标反射的回声信号,再由处理后的信号判断目标的参数和性质。   回声测深仪  它向海底发射一束较窄的声脉冲,测量此信号由海底反射并回到水听器的时间,在声速已知的条件下,就可测出船只所在处的水深。现代大功率的测深仪,能够描绘出最深洋底的形状。多波束式或多振子的测深仪,可同时获得多个水深点的数据,并往往采用数字显示,和计算机联用而自动绘制海底地形图。   多普勒导航仪(多普勒声呐)  根据多普勒效应,若船只和海底有相对运动,回波信号就会产生频移。同时测量 4个波束中由于船只对海底相对运动而出现的频移,经信号处理后,就可精确地测出船只对海底的运动速度,并画出航迹来。多普勒声呐也是一种引导大型船只靠岸的有效工具。   鱼探仪  由它获得的鱼群回波,可大致判断出鱼群的位置、范围和密集程度。通常使用的垂直鱼探仪,可以探测底层的鱼类;水平鱼探仪则以探测上层和中层的鱼类为主。采用电子扫描等先进技术之后,探测的范围就大得多。   侧扫描声纳(海底地貌仪)  用以调查海底地质地貌的水声设备,种类很多,这是其中的一种。在船的两侧安装垂直方向角较宽而水平方向角很窄的一组换能器,记录海底的散射回波,就可获得离两侧船舷一定距离内精细的海底地貌声图。为了适应深水探测的需要,也可把换能器置于拖曳体中。此仪器还可用于海底油管的铺设检查和沉埋物的搜索等水下工程中。浅地层剖面仪使用低频声信号,可以穿透地层,从其回波的分析获得底质的结构资料,故广泛应用于水下工程的地质勘探。地震探测系统使用大功率低频声源、多道接收拖曳电缆和多道数据处理记录系统,可以取得深层地质结构的资料,用于海底石油及其他矿物的勘探等。爆炸声源发出的大功率低频声波,可以穿透到很深的底层。若在离爆炸源较远的海上放置一系列水听器,就可以接收到由不同地层传来的折射波,为海底地质结构、水下石油资源等提供有价值的数据。   在海洋水文观测中,已越来越多地应用水声测量仪器。如果把回声探测仪作相应的修改,安放于海底,使它向海面发射声脉冲,就可以测量波高和周期等,并从波高平均值的变化,获得潮位的变化规律。若把换能器安装于船舷外侧,也可测出波浪的要素。利用随海流运动的散射体的回波会出现多普勒频移的特性,可制成多普勒海流计,它可以不破坏流场而测量瞬时的低速海流。根据声波通过固定距离的传输时间和声速成比例的关系,可制成声速计,它能实时地测量海水的声速。在海洋水文调查中广泛应用水声仪器设备,是一项重大的技术改进。   被动探测  它探测水中传来的声信息,由此判断发声体的位置和特性。其所测听的声源可分为自然声源和人为声源两类。   自然声源  不少海洋中的动物,能够发声(见海洋生物发声)。故可利用被动探测系统监视鱼群的回游特性,并根据鱼类声音的特性来判断鱼群的种类,为海洋捕捞提供有价值的数据。深海水下的水听器系统,还能准确地测出水下地震、水下火山爆发的位置和估计其强度等。   人为声源  鱼类对声音很敏感,并有好恶之分。故可以发出它们喜欢的声音加以诱集,发出它们不喜欢听的声音加以驱逐。根据这原理制成的声诱鱼器和驱鱼器,已开始应用于海洋捕捞中。根据不同目的,分别采用连续的、脉冲的或其他调制方式的信号源,将一种小型的声信标缚于鱼体或纳入其胃中,用被动声呐跟踪,很适合于海洋生物习性的现场研究。跟踪放于海底的小型发声体,能够了解海底石砾等的移动状态,一种船只和飞机遇险的声信标,在船只和飞机沉没于水下的一定期间内,能发出声信号以指示它的位置。利用带有声信标的中性浮标,可以测量深层的海流,如赤道深层流等。   水声通讯  利用声波在水下传递信息。通讯的双方在水下都设置有发射器和接收器。这种通讯有两种方式:①载波语言调制声波或直接辐射语言声波。后者用于距离较近的潜水员间的通信。②数字编码是水声设备中常作为指令和控制的通讯方式。目前广泛使用的水声应答器便是数字编码通讯的典型设备,它按事先安排好的程序,自行完成各应答器和主机间的通讯。水声应答器可用于水下载体的导航和跟踪,帮助钻探船和平台准确寻找井口位置,监视水下的施工,传递水下遥测系统各水文参数讯号等。   水声遥测系统  把所要测量的水下环境参数变换成水声信息之后,传到处理船只或岸站来,经过水声接收机处理,重新转换成相应的环境参数信息。   海洋水文参数的水声遥测仪  它以声传输代替了操作麻烦的电缆。可以把此仪器和遥测浮标系统结合起来,由一系列的水下浮标把测量的参数通过水声信道传输到母浮标,再由母浮标把它转换成无线电信号而传到调查船或岸站来,这种遥测方式具有实时、大面积、快速和连续测量等优点。   网位仪  水下部件缚于拖网的网口上,把获得的信息变成水声信号发射到船上来,从而监测鱼网的高度、开口的状态、拖绳的拉力、鱼群入网和分布的状态及遥测网口周围的水温等,这对提高鱼获量很有帮助。   水声遥控系统  包括船上声指令发射机、水下声指令接收机和相应的控制机构。例如,利用水声释放器按水声释放指令把水下浮筒放掉,使其浮出水面,以便船只跟踪回收。这种遥控技术,广泛应用于海洋调查、水下工程、石油钻探和地震测量等方面,对水下油井的流量、防喷器架、输油管道的阀门和水下爆炸等,都可采用水下遥控方式。各种海洋自动机,如无人深潜器、海底自走车的行动及机械手的动作,也可采用水声遥控。   总之,水声技术已广泛应用于海洋研究和海洋开发的各个方面,但因海水介质是一种复杂多变和多途径的声信道,水声干扰又很强烈,如上水声信息的检测仍存在一系列困难,使水声仪器的可靠性、分辨率等性能的提高受到一定的限制。为此,今后必须加强水声传输规律等基础理论的研究,注意探索新技术在水声方面应用的可能性。

4. 利用海洋浮标进行海洋监测

答:声纳浮标的作用是探测水下目标的浮标式声纳器材,是一种水声遥感探测器,它与浮标信号接收处理设备等组成浮标声纳系统,用于航空反潜探测和固定声纳监视系统对水下潜艇的预警等。

声纳浮标由一个小型的浮在海面上的无线电发射机和一个用长线挂在下面的水听器组成。水听器可以收听周围水中的各种声音,然后把它们传送给水面发射机,飞机可以用专门的接收机收到发射机发出的信号。声纳浮标由飞机快速布撒落水时,水听器与浮标底部的容器脱离,在水听器与浮标之间有最长可达24米的电缆。当浮标落水时,与水面的撞击使电路接通,经短时间预热后,发射机就开始发射由水听器接收到的声音。

5. 海洋气象浮标观测站

通过锚链固定在水底。

海洋浮标是是漂浮在水面上的一种航标。通过锚链固定在水底。浮标用途广泛,其作用是标记航道范围,指示浅滩或危及航行的障碍物。它是一个无人的自动海洋观测站,由被固定在指定的海域,随波起伏,如同航道两旁的航标。

它能在任何恶劣的环境下进行长期、连续、全天候的工作,每日定时测量并且发报出多种水文水质气象要素。

6. 海洋浮标设计方案

声呐浮标是一种用于海洋研究的浮标,它可以收集和发射声波,以检测海洋中的活动。它们可以用来监测海洋深度,海洋温度,海洋流动,海洋生物活动,海洋污染等。

它们还可以用来监测海洋活动,如潮汐,海浪,海流,海岸线等。此外,它们还可以用来监测海洋环境,如海洋温度,海洋深度,海洋污染等。声呐浮标可以帮助科学家们更好地了解海洋,从而更好地保护海洋环境。

7. 海洋浮标工作原理

浮球阀工作原理

浮漂始终都要漂在水上,当水面上涨时,浮漂也跟着上升。漂上升就带动连杆也上升。连杆与另一端的阀门相连,当上升到一定位置时,连杆支起橡胶活塞垫,封闭水源。当水位下降时,浮漂也下降,连杆又带动活塞垫开启。

浮球阀是通过控制液位来调节供液量的。满液式蒸发器要求液面保持一定高度,一般适合采用浮球膨胀阀。浮球阀工作原理是依靠浮球室中的浮球受液面作用的降低和升高,去控制一个阀门的开启或关闭。

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