專利名稱：海底觀測平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水下觀測設備的改進，具體講是一種海底觀測平臺，其屬于海底觀測技術領域。
背景技術：
海底礦產及生物資源的分布、規模、儲量評價、開發利用以及海洋地質變化對全球環境條件的影響等，無疑要依賴于高效、準確、連續的現場探測技術。除了海上探測技術、船載現場測量與實驗測試技術等探測技術手段外，深海條件下多參數的原位(in situ)、實時(real time)同步探測是當前獲得長期連續海底變化資料不可缺少的技術支撐。海底原位、實時觀測設備起始于淺海海底工程調查。通過多年的發展，已形成了兩大類。一類主要用于水深600米之內(淺海)的海底觀測設備；另一類主要用于深海的海底定點探測的海底觀測設備。
一類用于淺海觀測的海底綜合參數監測的觀測設備，由于其投放和回收的風險性較小，多采用人工/船上有纜投放。該觀測設備回收時采用聲學釋放器加單點系纜浮球定點回收。因而，該觀測設備結構簡單，外形尺寸較小，便于現場操作。
另一類海底觀測設備是針對深海中的海底綜合參數監測平臺。由于深海的海底環境復雜，系統的投放和回收風險較大，因此該觀測設備結構復雜。其中采用有纜投放的代表性設備是90年代末由歐洲共同體合作研制的海底綜合觀測系統平臺GEOSTAR。該平臺采用配有推進器的投放設備，完成位置選擇之后，通過投放纜發送指令使投放設備與平臺脫離。該平臺回收時，利用投放設備對海底的該平臺進行尋找并通過電磁鎖定機構，將投放設備與該平臺連為一體，再通過纜繩將系統拖回水面。該平臺具有選擇投放地點針對性強，自動化程度高等優點，可是存在著制造成本高，對投放船只的裝備要求高，不易于推廣等缺點。這嚴重制約著常規深海調查工作的開展。
由于投放和回收方法的不同，目前海底監測平臺的外形結構和配套設備存在有極大的差異。尤其是深海海底觀測平臺，由于其一般工作在幾千米水下，因此無法采用單個浮體和回收纜繩相結合的結構。通常是將觀測平臺與浮球框架加工成一體。其缺點是體積大，不便于搬運和現場操作，因而造成淺海平臺無法應用于深海的觀測中。深海觀測設備由于附帶的大型浮球系統使其體積和重量增大，不便于淺海的作業船只操作，同時其結構會對觀測區域的流場產生干擾。而淺海海底觀測平臺結構又無法用于深海觀測中。
(三)技術內容本實用新型的目的是提供一即可用于深海，也可用于淺海的海底觀測平臺。該平臺可以滿足多種海洋調查的需要。實現一套設備可以滿足各種水深的海底調查任務目標。該平臺可對深海也可用于淺海海底調查中為各種現場實時測量傳感器/儀器提供安放支持的平臺，以簡化對不同水深海底長期觀測設備的技術應用。
本實用新型的任務是由以下技術方案完成的，研制了一種海底觀測平臺，其是裝有聲學釋放器的海底框架。該框架是由耐腐蝕的輕質金屬管體焊接成單元整體開放形的模塊框架結構，根據深海或淺海海底觀測的技術要求再由可拆卸的組合連接件將諸該模塊框架拼接組裝成具有各自用途特征的浮體框架和/或觀測框架，從而構成海底觀測平臺結構。
所述的組合連接件，其分為長連接扣環和短連接扣環，其中長連接扣環連接在有一定間隔的諸該金屬管體之間；短連接扣環連接在有無或小間隔的諸該金屬管體之間。
所述的組合連接件，其中長連接扣環，由兩枚以上對半扣合的扣環通過緊固螺栓與連環中板的兩端相接而構成一體，其中緊固螺栓設在對半扣合的扣環兩側或一側，在連環中板上還可設有安裝螺孔。
所述的組合連接件，其中短連接扣環，是在兩枚背靠連接的對半扣合的扣環外側，將緊固螺栓設在該扣環的兩側或一側，構成緊密連接的，無或小有間隔的連接扣環；在諸該扣環內環中還可設置聚四氟乙烯質的塑料軟體保護墊。
所述的浮體框架，其包括安置設備的模塊框架，平臺支柱，浮球和回收纜繩；其中安置設備的模塊框架是單元整體開放形的模塊框架，該框架內通過組合連接件固設有聲學釋放器，至少一個浮球，回收纜繩以及所需觀測儀器設備；至少有三根平臺支柱通過組合連接件與設備安置框架的外圍諸該金屬管體拼接組裝成具有各自用途特征的浮體框架。
所述的觀測框架，其包括裝有諸多浮球的浮體框架，模塊框架，聲學釋放器，配重以及所需觀測儀器設備；其中浮體框架和模塊框架之間通過組合連接件聯成一體，在模塊框架內通過組合連接件固設有聲學釋放器，配重以及所需觀測儀器設備，聲學釋放器控制配重與模塊框架之間的離合。
本實用新型的優點在于由于海底觀測平臺，其是裝有聲學釋放器的海底框架。該框架是由耐腐蝕的輕質金屬管體焊接成單元整體開放形的模塊框架結構，再由可拆卸的組合連接件將諸該模塊框架拼接組裝成具有各自用途特征的浮體框架和/或觀測框架，從而構成海底觀測平臺結構。這種觀測平臺可以在很短的時間內采用常規的手工安裝工具，即可完成設備的裝配，使得海底調查研究工作中，只需一套海底觀測設備即可滿足淺海或深海的探測應用。本海底觀測平臺的特點是由模塊化的浮體框架和觀測框架，通過組合連接件及相應機械配件拼接組裝而構成。單元整體開放形的模塊框架由耐腐蝕且密度比不銹鋼小的鈦金屬管焊接而成。這樣，在保證足夠機械強度的前提下，減小了設備的整體重量。由于平臺整體采用開放式的模塊框架結構，使其在海水中管內與管外形成等壓平衡狀態，所以本海底觀測平臺即可直接用于深海作業，也適于淺海工作環境應用。模塊化設計的諸該框架可通過組合連接件組，快速組合成不同的海底觀測平臺結構，使一套平臺主體結構可滿足不同的實際應用需求。因此，節約了設備制作成本，提高了設備的使用效率，豐富了現代海洋調查技術的手段。由于組合連接件是分為長連接扣環和短連接扣環，其中長連接扣環連接在有一定間隔的諸該金屬管體之間；短連接扣環連接在有無或小間隔的諸該金屬管體之間；使得具有各自用途特征的浮體框架或觀測框架，可以通過組合連接件組，根據深海或淺海海底觀測的技術要求任意拼接組裝而成。尤其對于長連接扣環，其是由兩枚以上對半扣合的扣環通過緊固螺栓與連環中板7的兩端相接而構成一體，由于其中的連環中板上還可設有安裝螺孔，使得某些所需觀測儀器設備可以通過該中板上的安裝螺孔安裝定位在浮體框架或觀測框架中，使設備安裝方便快捷。對于浮體框架和模塊框架之間或兩模塊框架之間是通過組合連接件中的短連接扣環，而使兩者聯成一體的。由于該扣環是在兩枚背靠連接的對半扣合的扣環外側，將緊固螺栓設在該扣環的兩側或一側，構成緊密連接的，無有間隔的連接扣環，使得浮體框架和模塊框架之間連接緊密而牢固。
總之，本實用新型的優點還在于該平臺具有結構簡單、實用，實現了一套設備多種用途，其模塊化的框架結構便于設備的運輸、現場組裝和船上操作。從而實現了一套設備可用于多種環境，節約了海底調查設備制作成本，豐富了科研調查和海洋工程技術手段。
(四)附圖及其實施例，本實用新型的實施例結合
如下圖1為淺海海底觀測平臺結構示意圖(浮體框架)。
圖2為深海海底觀測平臺結構示意圖(觀測框架)。
圖3為組合連接件中的短連接扣環結構示意圖。
圖4為組合連接件中的長連接扣環結構示意圖。
參見圖1-4，制成的海底觀測平臺，其是裝有聲學釋放器5的海底框架。該框架是由耐腐蝕的輕質金屬管體1焊接成單元整體開放形的模塊框架2結構，根據深海或淺海海底觀測的技術要求再由可拆卸的組合連接件3，4將諸該模塊框架2拼接組裝成具有各自用途特征的浮體框架和/或觀測框架，從而構成海底觀測平臺結構。
所述的組合連接件3，4，其分為長連接扣環4和短連接扣環3，其中長連接扣環4連接在有一定間隔的諸該金屬管體1之間；短連接扣環3連接在有無或小間隔的諸該金屬管體1之間。
所述的組合連接件3，4，其中長連接扣環4，由兩枚以上對半扣合的扣環15通過緊固螺栓6與連環中板7的兩端相接而構成一體，其中緊固螺栓6設在對半扣合的扣環15兩側或一側，在連環中板7上還可設有安裝螺孔8。
所述的組合連接件3，4，其中短連接扣環3，是在兩枚背靠連接的對半扣合的扣環15外側，將緊固螺栓6設在該扣環15的兩側或一側，構成緊密連接的，無或小有間隔的連接扣環3；在該扣環15內環中還可設置聚四氟乙烯質的塑料軟體保護墊。
所述的浮體框架，其包括安置設備的模塊框架2，平臺支柱9，浮球10和回收纜繩11；其中安置設備的模塊框架2是單元整體開放形的模塊框架2，該框架2內通過組合連接件3，4固設有聲學釋放器5，至少一個浮球10，回收纜繩11以及所需觀測儀器12設備；有四根平臺支柱9通過組合連接件3，4與安置設備的模塊框架2的外圍諸該金屬管體1拼接組裝成具有各自用途特征的浮體框架。回收浮體框架時，由聲學釋放器5將釋放浮球10，由浮球10將與其連接的回收纜繩11帶到水面供回收船只將浮體框架連同觀測儀器整體回收到海上調查船上。
所述的觀測框架，其包括裝有諸多的浮球10的浮體框架，模塊框架2，聲學釋放器5，配重13以及所需觀測儀器12設備；其中浮體框架和模塊框架2之間通過組合連接件3聯成一體，在模塊框架2內通過組合連接件3，4固設有聲學釋放器5，配重13以及所需觀測儀器12設備，聲學釋放器5控制配重13與模塊框架2之間的離合。回收該觀測框架時，由聲學釋放器5將釋放配重13，由諸多浮球10產生的正浮力將觀測框架整體及觀測儀器12設備提升到水面，供回收船只將該觀測框架整體及觀測儀器12設備回收到海上調查船上。
作為本實用新型的實施例的變更，其安放儀器的觀測框架的尺寸可以根據要求進行變更；儀器的投放和回收方式可以根據具體要求進行適當變更，安放在觀測框架上的觀測儀器12可以隨意變更以滿足對海底空間(垂直梯度和水平范圍)及連續時間尺度上的各種測量要求。
權利要求1.一種海底觀測平臺，其是裝有聲學釋放器的海底框架，其特征在于該框架是由金屬管體焊接成單元整體開放形的模塊框架結構，由可拆卸的組合連接件將諸該模塊框架拼接組裝成浮體框架和/或觀測框架，從而構成海底觀測平臺結構。
2.根據權利要求1所述海底觀測平臺，其特征在于所述的組合連接件，其分為長連接扣環和短連接扣環，其中長連接扣環連接在有一定間隔的諸該金屬管體之間；短連接扣環連接在有無或小間隔的諸該金屬管體之間。
3.根據權利要求1或2所述海底觀測平臺，其特征在于所述的組合連接件，其中長連接扣環，由兩枚以上對半扣合的扣環通過緊固螺栓與連環中板的兩端相接而構成一體，其中緊固螺栓設在對半扣合的扣環兩側或一側，在連環中板上還可設有安裝螺孔；在諸該扣環內環中還可設置聚四氟乙烯質的塑料軟體保護墊。
4.根據權利要求1或2所述海底觀測平臺，其特征在于所述的組合連接件，其中短連接扣環，是在兩枚背靠連接的對半扣合的扣環外側，將緊固螺栓設在該扣環的兩側或一側，構成緊密連接的，無或小有間隔的連接扣環；在諸該扣環內環中還可設置聚四氟乙烯質的塑料軟體保護墊。
5.根據權利要求1所述海底觀測平臺，其特征在于所述的浮體框架，其包括安置設備的模塊框架，平臺支柱，浮球和回收纜繩；其中安置設備的模塊框架是單元整體開放形的模塊框架，該框架內通過組合連接件固設有聲學釋放器，至少一個浮球，回收纜繩以及所需觀測儀器設備；至少有三根平臺支柱通過組合連接件與設備安置框架的外圍諸該金屬管體拼接組裝成具有各自用途特征的浮體框架。
6.根據權利要求1所述海底觀測平臺，其特征在于所述的觀測框架，其包括裝有諸多浮球的浮體框架，模塊框架，聲學釋放器，配重以及所需觀測儀器設備；其中浮體框架和模塊框架之間通過組合連接件聯成一體，在模塊框架內通過組合連接件固設有聲學釋放器，配重以及所需觀測儀器設備，聲學釋放器控制配重與模塊框架之間的離合。
專利摘要本實用新型是一種海底觀測平臺，其是裝有聲學釋放器的海底框架。該框架是由耐腐蝕的輕質金屬管體焊接成單元整體開放形的模塊框架結構，根據深海或淺海海底觀測的技術要求再由可拆卸的組合連接件，其為長連接扣環和短連接扣環；其可將諸該模塊框架拼接組裝成具有各自用途特征的浮體框架和/或觀測框架。本平臺即可直接用于深海作業，也適于淺海工作環境應用。模塊化設計的諸該框架可通過該連接件組，快速組合成不同的海底觀測平臺結構，使一套平臺主體結構可滿足不同的實際應用需求。因此，節約了設備制作成本，提高了設備的使用效率，豐富了現代海洋調查技術的手段。
文檔編號G01D21/02GK2653450SQ0321803
公開日2004年11月3日 申請日期2003年6月6日 優先權日2003年6月6日
發明者于新生, 李思忍, 唐功友, 曹志敏, 張曉東 申請人:中國海洋大學