一种蒸发波导专用测量浮标的制作方法

1.本实用新型涉及浮标领域，具体涉及一种蒸发波导专用测量浮标。


背景技术：

2.蒸发波导是由于水汽蒸发引起大气湿度随高度锐减形成的一种大气层结。海上蒸发波导这种现象除了分布范围广、时间变化快外，还具有持续时间长等特点。为了获取大范围海域的蒸发波导信息，需要具有长时间漂浮并满足特定传感器架设要求的平台。专用测量浮标就是解决上述问题的，可以通过部署一定数量的测量浮标(浮标上可以安装全国产化传感器)采集蒸发波导模型所需的输入数据，进而得到聚焦海域的蒸发波导信息。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种蒸发波导专用测量浮标，能实现对蒸发波导模型输入数据的有效采集。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
5.一种蒸发波导专用测量浮标，与岸站配合使用，浮标包括主浮体、支撑杆、仪器舱、气象传感器、红外温度传感器、通信设备、太阳能板、储能电池组和配重件；
6.所述主浮体用于对仪器舱、各传感器和通信设备进行承载，上方设有太阳能板和支撑杆，下方设有仪器舱；
7.所述气象传感器、红外温度传感器、通信设备分别通过安装架固定安装在支撑杆上，所述通信设备包括北斗终端天线、数传电台天线；
8.所述储能电池组安装在仪器舱内，仪器舱底部连接配重件。
9.作为上述方案的优选，所述仪器舱包括仪器舱筒体、上端盖、下端盖，通过螺钉固定连接，连接处设有o型密封圈；所述仪器舱通过上端盖和下端盖分别与支撑杆和配重件固定连接，仪器舱筒体内部安装有储能电池组、北斗模块及综合控制模块，所述储能电池组、北斗模块、气象传感器、红外温度传感器、通信设备、太阳能板均与综合控制模块连接。
10.作为上述方案的优选，所述综合控制模块的硬件电路包括mcu、分别与 mcu连接的电源转换电路、时钟电路、数据存储电路、接口转换电路、应用传感电路。
11.作为上述方案的优选，所述主浮体包括浮力材料，浮力材料采用两半对称式结构，安装于仪器舱外围，两端分别设有上固定板和下固定板，并通过上、下固定板与仪器舱进行固定。
12.作为上述方案的优选，所述太阳能板通过支架固定安装在上固定板上方，通过导线与储能电池组连接，太阳能板设有四块，以主浮体圆心为中心对称分布。
13.作为上述方案的优选，所述浮力材料采用聚氯乙烯泡沫h80系列材料，密度为80kg/m3，外层采用碳纤维材料进行包裹。
14.作为上述方案的优选，所述储能电池组包括铅酸蓄电池、压设在铅酸蓄电池上端的电池压板，设于电池压板上方的电源管理板。
15.作为上述方案的优选，所述支撑杆顶部设有夜晚指示灯。
16.作为上述方案的优选，浮标与岸站之间通过北斗卫星进行数据通信和传输指令，岸站由北斗终端和笔记本计算机组成，北斗终端与计算机之间通过 rs232/usb串口转换器连接。
17.由于具有上述结构，本实用新型的有益效果在于：
18.本技术的蒸发波导专用测量浮标，可通过舰艇实现投放，能实时测量不同海域内用于蒸发波导诊断的特定高度处的水文气象数据，并将测得的数据通过卫星通信系统传送给岸基或舰载数据处理终端，从而实现对多个海域的蒸发波导模型输入数据的有效采集。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
20.图1为本实用新型的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型的局部剖视图；
22.图3为本实用新型综合控制模块硬件电路组成框图；
23.图4为浮标电气系统连接示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如图1至图4所示，本实施例提供一种蒸发波导专用测量浮标，与岸站(岸基或舰载数据处理终端)配合使用。浮标与岸站之间通过北斗卫星进行数据通信和传输指令，岸站由北斗终端和笔记本计算机组成，北斗终端与计算机之间通过rs232/usb串口转换器连接。
26.浮标包括主浮体1、支撑杆2、仪器舱3、气象传感器4、红外温度传感器5、通信设备、太阳能板6、储能电池组和配重件7；
27.所述主浮体1用于对仪器舱3、各传感器和通信设备进行承载，上方设有太阳能板6和支撑杆2，下方设有仪器舱3；
28.所述气象传感器4、红外温度传感器5、通信设备分别通过安装架固定安装在支撑杆2上；
29.所述通信设备主要完成数据的发送和接收。数据发送包括浮标工况数据发送、气象数据发送、红外测温数据发送、工作参数设置回复指令发送；数据接收包括浮标工况数据查询指令接收和工作参数设置指令接收。通信设备包括北斗终端天线8、数传电台天线9；
30.所述红外温度传感器5和气象传感器4主要对所需要测量的海表温度、风速、风向、气压、气温、相对湿度等信息进行测量。其中，气象传感器4 主要用于获取气象参数，包括风速、风向、大气温度、大气湿度和大气压力；红外传感器可以不接触目标而通过测量目标发射的红外辐射强度计算出物体的表面温度。
31.所述储能电池组安装在仪器舱3内，仪器舱3底部连接配重件7，该配重件7由一铅块及连接管组成，能够降低浮标整体的重心。这样的布置结构使浮标重浮心分离，重心尽量
位于浮标下部，有利于提高浮标的整体稳定性，在没有较大风浪的情况下，使得浮标的摇晃角度维持在较小的范围。
32.其中，所述仪器舱3包括仪器舱筒体31、上端盖32、下端盖33，通过螺钉固定连接，连接处设有o型密封圈；所述仪器舱3通过上端盖32和下端盖 33分别与支撑杆2和配重件7固定连接，仪器舱筒体31内部安装有储能电池组、北斗模块及综合控制模块，所述储能电池组、北斗模块、气象传感器4、红外温度传感器5、通信设备、太阳能板6均与综合控制模块连接，各组部件之间的接口及接线关系如图4所示。浮标电气系统除了综合控制模块以外，其他各组部件可采用商用货架产品。因此，硬件电路设计主要是综合控制模块的电路设计。
33.在本实施例中，所述储能电池组为系统提供工作电源，包括铅酸蓄电池 41、压设在铅酸蓄电池41上端的电池压板42，设于电池压板42上方的电源管理板。
34.在本实施例中，所述北斗模块可以接收北斗系统rnss、rdss以及gps 信号，实现基于北斗系统的连续实时导航、定位、短报文通信和位置报告等功能。
35.在本实施例中，所述综合控制模块的硬件电路包括mcu、分别与mcu连接的电源转换电路、时钟电路、数据存储电路、接口转换电路、应用传感电路，阻止框图如图3所示。
36.所述主浮体1包括浮力材料，浮力材料采用两半对称式结构，安装于仪器舱3外围，两端分别设有上固定板11和下固定板12，并通过上、下固定板 12与仪器舱3进行固定，为浮标提供浮力。
37.在本实施例中，所述浮力材料采用聚氯乙烯泡沫h80系列材料，密度为 80kg/m3，外层采用碳纤维材料进行包裹，增强承压能力。
38.在本实施例中，所述太阳能板6通过支架固定安装在上固定板11上方，通过导线与储能电池组(铅酸蓄电池41)连接，太阳能板6设有四块，以主浮体1圆心为中心对称分布，以保证浮标运行过程太阳能板6良好的光照时间。
39.在本实施例中，在气象传感器4与主浮体1间利用支撑杆2进行连接，所述选用铝合金材料以保证风、浪、流作用下的刚度要求，支撑杆2顶部设有夜晚指示灯10。
40.实际测量时，浮标在使用过程中会随着海浪、海流等产生摇晃，而这种摇摆晃动会对浮标上架设的传感器测量数据产生影响，导致蒸发波导模型计算的结果产生严重误差。因此，专用测量浮标使用洋流影响抑制算法消除浮标摇晃影响，同时，将蒸发波导模型进行了适应性改进，引入了输入数据异常纠偏算法，进一步提升了最终得到的蒸发波导数据的准确性。
41.本实施例的蒸发波导专用测量浮标，可通过舰艇实现投放，能实时测量不同海域内用于蒸发波导诊断的特定高度处的水文气象数据，并将测得的数据通过卫星通信系统传送给岸基或舰载数据处理终端，从而实现对多个海域的蒸发波导模型输入数据的有效采集。
42.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。