抛弃式水体剖面观测装置的制作方法

本实用新型涉及一种抛弃式水体剖面观测装置。

背景技术：

抛弃式探头是一种用于检测海洋相关数据的测量设备，也叫剖面自动循环探测仪；现有的抛弃式探头，使用双股细铜线作为通信手段，但是探头边下落边上传测量数据，在高海况或高船速情况下，铜线容易断裂，而数据通信中断，造成不能收集预计深度的海洋剖面数据的问题；另外，现有的抛弃式探头还存在着结构复杂、制造成本高的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种抛弃式水体剖面观测装置，解决上述现有技术问题中的一个或多个。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种抛弃式水体剖面观测装置，其包括储气单元、耐压仓体、吸水膨胀部、穿刺器、弹簧、密封膜片、高压气罐以及承压盖；其中，储气单元与耐压仓体连接设置，储气单元设有储气空间、分别与储气空间贯通设置的第一开口和第二开口；且第一开口和第二开口沿着重力势能方向由高到低依次排布；穿刺器、弹簧、密封膜片、高压气罐以及承压盖均设置在储气空间内；高压气罐通过密封膜片将高压气体密封锁存在高压气罐内，高压气罐上形成有围绕密封膜片设置的环状真空筒，且承压盖密闭地套入在环状真空筒内，穿刺器设置在承压盖的朝向密封膜片的一侧上，且承压盖与密封膜片之间还设有弹簧；吸水膨胀部设置在第一开口上，且吸水膨胀部与第一开口之间设置有出气通孔，出气通孔与储气空间相贯通设置。承压盖密闭地套入在环状真空筒内，使得承压盖与密封膜片以及环状真空筒共同围合形成真空空间。

这样，将本装置放入到海水中，由于储气单元产生浮力，用于装载工作器件的耐压仓体产生重力，本装置的姿态在浮力和重力的作用下，调整为储气单元在重力方向的上方，耐压仓体在重力方向的下方，同时由于第一开口和第二开口沿着重力势能方向由高到低依次排布，即第一开口的位置在第二开口的上方，那么海水从最先由第二开口进入到储气单元的储气空间内，同时海水将空气由第一开口与吸水膨胀部之间的出气通孔排出，从而使得空气被完全排出到储气单元外，储气单元的浮力消失，整个装置开始下沉，吸水膨胀部被海水浸泡后膨胀，将出气通孔堵塞密封，将整个第一开口完全封闭，另外由于海水的压强会随着深度的增加而增大，直到整个装置下潜到预设深度的海域，由于承压盖与密封膜片以及环状真空筒共同围合形成真空空间，那么承压盖面向海水的那一侧承受海水的压强，承压盖面向密封膜片的那一侧不承受气压强，此时海水的压强在承压盖上所产生的压力大于承压盖与环状真空筒之间的阻尼力，和承压盖所受到弹簧的弹力(可预先根据所想要达到的深度通过计算来设计承压盖的极限阻力)；那么海水的压强驱动承压盖带着穿刺器朝密封膜片移动，直至刺破密封膜片，然后高压气罐内的高压气体喷射而出，喷射到储气空间内，由于膨胀后的吸水膨胀部将第一开口完全封闭，气体只能通过第二开口将海水排出，气体被所在储气单元的储气空间内，储气单元的浮力得到恢复(也可以理解为整个装置的体积增大，整个装置的密度减小，相应地具有上浮力)，整个装置上升，直至上浮到海面；在装置下沉的过程中，通过搭载的仪器设备来工作(例如采集海洋信息)；本装置由于采用海水的压强来驱动穿刺器刺破密封膜片，高压气罐所喷射出的高压气体作为上浮的动力源，即使废弃到海洋中也不会对环境产生污染；此外，还具有结构简单、环保、生产成本低的特点，使得本装置具备大规模推广使用的前景。

在一些实施方式中，还包括电池和测量电路板；电池和测量电路板设置在耐压仓体内，电池为测量电路板供电。

这样，通过将电池和测量电路板设置在耐压仓体内，耐压仓体可以抵挡海水的强压，以免电池和测量电路板被海水的强压损坏。

在一些实施方式中，还包括信号发射天线，信号发射天线经由出气通孔延伸到储气单元的外界，且信号发射天线与出气通孔形成间隙配合；信号发射天线与测量电路板电信号连接。

这样，当本装置沉入水中后，吸水膨胀部被海水浸泡后膨胀，与信号发射天线紧密贴合，同时将出气通孔堵塞密封，将整个第一开口完全封闭；当本装置通过搭载的设备仪器采集海洋信息后，上浮到海面，测量电路板指令信号发射天线将海洋信息发送出去，便于使用者接收海洋信息。本实用新型采用下沉后再上浮的方式，上浮到海面后通过信号发射天线进行数据传输，解决了现有技术中用于有线通信的铜线容易断裂的问题，在高海况或高航速的情况下可以正常使用。

在一些实施方式中，还包括信号传输线，信号传输线经由出气通孔延伸到储气单元的外界，且信号传输线与出气通孔形成间隙配合；信号传输线与测量电路板电信号连接。

这样，当本装置沉入水中后，吸水膨胀部被海水浸泡后膨胀，与信号传输线紧密贴合，同时将出气通孔堵塞密封，将整个第一开口完全封闭。在使用时，使用者先将多个本装置的信号传输线与数据计算机电信号连接，使用者可以一边开着勘测船行驶在海面上，同时一边将多个本装置抛入在不同的预勘测海域中，当本装置通过搭载的设备仪器采集海洋信息后，测量电路板指令信号传输线将海洋信息直接传递给数据计算机，在这个过程中，无需停船等待，节省了时间，提高了工作效率。此外，由于本装置的成本低，在采集到数据后，使用者可以切断信号传输线，将本装置抛弃，无需回收，可以进一步地提交工作效率。

在一些实施方式中，第二开口设置在储气单元上靠近耐压仓体的部位上。

这样，当本装置放入海水后，由于储气单元产生浮力，用于装载工作器件的耐压仓体产生重力，本装置的姿态在浮力和重力的作用下，调整为储气单元在重力方向的上方，耐压仓体在重力方向的下方，由于第二开口设置在储气单元上靠近耐压仓体的部位上(即实现了将第一开口和第二开口沿着重力势能方向由高到低依次排布)，第一开口的位置在第二开口的上方，当水从储气空间内排出后，形成“储气空间在上方，缝口在下方”的“倒扣”形态，气体密度比海水小，气体在海水的重力方向上的上方，那么海水不能将气体从第二开口排出，气体被封锁在储气空间内；这样，当水从储气空间内排出后，被封锁在储气空间内的气体持续为储气单元提供浮力，无需再持续为储气空间补充气源，从而使得本装置在上浮到海面后，储气单元可以为本装置持续提供浮力，那么进而使得本装置可以持续地漂浮在海面上，便于使用者进行寻回。

在一些实施方式中，还包括海洋数据检测模块和数据存储模块；海洋数据检测模块和数据存储模块电信号连接，数据存储模块与测量电路板电信号连接。

这样，使得本装置具备了收集海水信息的功能，并将相关信息存储在数据存储模块中。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的抛弃式水体剖面观测装置；

图2为图1所示的抛弃式水体剖面观测装置的处于下沉状态的示意图；

图3为图2所示的抛弃式水体剖面观测装置中的吸水膨胀部将出气通孔堵塞密封后的示意图；

图4为图1所示的抛弃式水体剖面观测装置处于上升状态的示意图。

附图标号：

1-储气单元、11-储气空间、12-第一开口、13-第二开口、2-耐压仓体、3-吸水膨胀部、41-穿刺器、42-弹簧、43-密封膜片、431-高压气罐、411-承压盖、412-环状真空筒、44-出气通孔、45-电池、46-测量电路板、5-信号发射天线、6-海洋数据检测模块

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1至图4示意性的显示了本实用新型一种实施方式的抛弃式水体剖面观测装置的结构。

如图1至图4所示，该抛弃式水体剖面观测装置包括储气单元1、耐压仓体2、吸水膨胀部3、穿刺器41、弹簧42、密封膜片43、高压气罐431以及承压盖411；其中，储气单元1与耐压仓体2连接设置，储气单元1设有储气空间11、分别与储气空间11贯通设置的第一开口12和第二开口13；且第一开口12和第二开口13沿着重力势能方向由高到低依次排布；穿刺器41、弹簧42、密封膜片43、高压气罐431以及承压盖411均设置在储气空间11内；高压气罐431通过密封膜片43将高压气体密封锁存在高压气罐431内，高压气罐431上形成有围绕密封膜片43设置的环状真空筒412，且承压盖411密闭地套入在环状真空筒412内，穿刺器41设置在承压盖411的朝向密封膜片43的一侧上，且承压盖411与密封膜片43之间还设有弹簧42；吸水膨胀部3设置在第一开口12上，且吸水膨胀部3与第一开口12之间设置有出气通孔44，出气通孔44与储气空间11相贯通设置。承压盖411密闭地套入在环状真空筒412内，使得承压盖411与密封膜片43以及环状真空筒412共同围合形成真空空间。详细地，在本实施例中，吸水膨胀部3的材质为吸水树脂，在其他实施方式中，吸水膨胀部3的材质还可以根据实际情况进行适宜性调整，只要是能遇水胀大即可。详细地，在本实施例中，实现承压盖411密闭地套入在环状真空筒412内的具体方式为：将承压盖411的顶部形成环形台阶，将弹性密封环箍套在环形台阶的外周上，然后再将承压盖411和弹性密封环套入在环状真空筒412内，且弹性密封环的外周和环状真空筒412的内壁紧密贴合，形成类似于活塞的结构；在其他实施方式中，实现承压盖411密闭地套入在环状真空筒412内的具体方式还可以根据实际情况进行适宜性调整。

这样，将本装置放入到海水中，由于储气单元1产生浮力，用于装载工作器件的耐压仓体2产生重力，本装置的姿态在浮力和重力的作用下，调整为储气单元1在重力方向的上方，耐压仓体2在重力方向的下方，同时由于第一开口12和第二开口13沿着重力势能方向由高到低依次排布，即第一开口12的位置在第二开口13的上方，那么海水从最先由第二开口13进入到储气单元1的储气空间11内，同时海水将空气由第一开口12与吸水膨胀部3之间的出气通孔44排出，从而使得空气被完全排出到储气单元1外，储气单元1的浮力消失，整个装置开始下沉，吸水膨胀部3被海水浸泡后膨胀，将出气通孔44堵塞密封，将整个第一开口12完全封闭，另外由于海水的压强会随着深度的增加而增大，直到整个装置下潜到预设深度的海域，由于承压盖411与密封膜片43以及环状真空筒412共同围合形成真空空间，那么承压盖411面向海水的那一侧承受海水的压强，承压盖411面向密封膜片43的那一侧不承受气压强，此时海水的压强在承压盖411上所产生的压力大于承压盖411与环状真空筒412之间的阻尼力，和承压盖411所受到弹簧42的弹力(可预先根据所想要达到的深度通过计算来设计承压盖411的极限阻力)；那么海水的压强驱动承压盖411带着穿刺器41朝密封膜片43移动，直至刺破密封膜片43，然后高压气罐431内的高压气体喷射而出，喷射到储气空间11内，由于膨胀后的吸水膨胀部3将第一开口12完全封闭，气体只能通过第二开口13将海水排出，气体被所在储气单元1的储气空间11内，储气单元1的浮力得到恢复(也可以理解为整个装置的体积增大，整个装置的密度减小，相应地具有上浮力)，整个装置上升，直至上浮到海面；在装置下沉的过程中，通过搭载的仪器设备来工作(例如采集海洋信息)；本装置由于采用海水的压强来驱动穿刺器41刺破密封膜片43，高压气罐431所喷射出的高压气体作为上浮的动力源，即使废弃到海洋中也不会对环境产生污染；此外，还具有结构简单、环保、生产成本低的特点，使得本装置具备大规模推广使用的前景。

在本实施例中，还包括电池45和测量电路板46；电池45和测量电路板46设置在耐压仓体2内，电池45为测量电路板46供电。

这样，通过将电池45和测量电路板46设置在耐压仓体2内，耐压仓体2可以抵挡海水的强压，以免电池45和测量电路板46被海水的强压损坏。

在本实施例中，还包括信号发射天线5，信号发射天线5经由出气通孔44延伸到储气单元1的外界，且信号发射天线5与出气通孔44形成间隙配合；信号发射天线5与测量电路板46电信号连接。

这样，当本装置沉入水中后，吸水膨胀部3被海水浸泡后膨胀，与信号发射天线5紧密贴合，同时将出气通孔44堵塞密封，将整个第一开口12完全封闭；当本装置通过搭载的设备仪器采集海洋信息后，上浮到海面，测量电路板46指令信号发射天线5将海洋信息发送出去，便于使用者接收海洋信息。

在本实施例中，第二开口13设置在储气单元1上靠近耐压仓体2的部位上。

这样，当本装置放入海水后，由于储气单元1产生浮力，用于装载工作器件的耐压仓体2产生重力，本装置的姿态在浮力和重力的作用下，调整为储气单元1在重力方向的上方，耐压仓体2在重力方向的下方，由于第二开口13设置在储气单元1上靠近耐压仓体2的部位上(即实现了将第一开口12和第二开口13沿着重力势能方向由高到低依次排布)，第一开口12的位置在第二开口13的上方，当水从储气空间11内排出后，形成“储气空间11在上方，缝口在下方”的“倒扣”形态，气体密度比海水小，气体在海水的重力方向上的上方，那么海水不能将气体从第二开口13排出，气体被封锁在储气空间11内；这样，当水从储气空间11内排出后，被封锁在储气空间11内的气体持续为储气单元1提供浮力，无需再持续为储气空间11补充气源，从而使得本装置在上浮到海面后，储气单元1可以为本装置持续提供浮力，那么进而使得本装置可以持续地漂浮在海面上，便于使用者进行寻回。

在本实施例中，还包括海洋数据检测模块6和数据存储模块；海洋数据检测模块6和数据存储模块电信号连接，数据存储模块与测量电路板46电信号连接。

这样，使得本装置具备了收集海水信息的功能，并将相关信息存储在数据存储模块中。

详细地，海洋数据检测模块6的具体类型可以是溶解氧探测器、叶绿素探测器、营养物探测器、ph探测器等等。这样，使得本装置具备了收集海水信息的功能，并将相关信息存储在数据存储模块中。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：

在本实施例中，还包括信号传输线，信号传输线经由出气通孔延伸到储气单元的外界，且信号传输线与出气通孔形成间隙配合；信号传输线与测量电路板电信号连接。

这样，当本装置沉入水中后，吸水膨胀部被海水浸泡后膨胀，与信号传输线紧密贴合，同时将出气通孔堵塞密封，将整个第一开口完全封闭。在使用时，使用者先将多个本装置的信号传输线与数据计算机电信号连接，使用者可以一边开着勘测船行驶在海面上，同时一边将多个本装置抛入在不同的预勘测海域中，当本装置通过搭载的设备仪器采集海洋信息后，测量电路板指令信号传输线将海洋信息直接传递给数据计算机，在这个过程中，无需停船等待，节省了时间，提高了工作效率。此外，由于本装置的成本低，在采集到数据后，使用者可以切断信号传输线，将本装置抛弃，无需回收，可以进一步地提交工作效率。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。