1. 海洋浮標(biāo)觀測(cè)
海洋浮標(biāo)是以錨定在海上的觀測(cè)浮標(biāo)為主題的海洋語(yǔ)文水質(zhì)氣象自動(dòng)觀測(cè)站,。雖然他在大海上毫不起眼,但它的作用卻絲毫不能忽視,,他能在任何惡劣的天氣情況下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的工作,,能收集到調(diào)查船難以收集到的惡劣天氣的情況。
2. 海洋浮標(biāo)觀測(cè)技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用
一是研制階段,;二是試用階段,;三是實(shí)用階段。
海洋浮標(biāo)是海洋水文水質(zhì)氣象自動(dòng)觀測(cè)站,,為海洋科學(xué)研究,、海上石油(氣)開發(fā)、港口和國(guó)防建設(shè)作出貢獻(xiàn),。
3. 海洋觀測(cè)浮標(biāo)通用技術(shù)要求
海洋研究和開發(fā)所用的水聲技術(shù),,如回聲探測(cè)、被動(dòng)探測(cè),、水聲通訊,、水聲遙測(cè)和水聲遙控等。 回聲探測(cè) 利用一組換能器發(fā)射聲信號(hào),,通過(guò)另一組換能器接收從目標(biāo)反射的回聲信號(hào),,再由處理后的信號(hào)判斷目標(biāo)的參數(shù)和性質(zhì)。 回聲測(cè)深儀 它向海底發(fā)射一束較窄的聲脈沖,,測(cè)量此信號(hào)由海底反射并回到水聽器的時(shí)間,,在聲速已知的條件下,就可測(cè)出船只所在處的水深?,F(xiàn)代大功率的測(cè)深儀,,能夠描繪出最深洋底的形狀。多波束式或多振子的測(cè)深儀,,可同時(shí)獲得多個(gè)水深點(diǎn)的數(shù)據(jù),,并往往采用數(shù)字顯示,,和計(jì)算機(jī)聯(lián)用而自動(dòng)繪制海底地形圖。 多普勒導(dǎo)航儀(多普勒聲吶) 根據(jù)多普勒效應(yīng),,若船只和海底有相對(duì)運(yùn)動(dòng),,回波信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生頻移。同時(shí)測(cè)量 4個(gè)波束中由于船只對(duì)海底相對(duì)運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)的頻移,,經(jīng)信號(hào)處理后,,就可精確地測(cè)出船只對(duì)海底的運(yùn)動(dòng)速度,并畫出航跡來(lái),。多普勒聲吶也是一種引導(dǎo)大型船只靠岸的有效工具,。 魚探儀 由它獲得的魚群回波,可大致判斷出魚群的位置,、范圍和密集程度,。通常使用的垂直魚探儀,可以探測(cè)底層的魚類,;水平魚探儀則以探測(cè)上層和中層的魚類為主,。采用電子掃描等先進(jìn)技術(shù)之后,探測(cè)的范圍就大得多,。 側(cè)掃描聲納(海底地貌儀) 用以調(diào)查海底地質(zhì)地貌的水聲設(shè)備,,種類很多,這是其中的一種,。在船的兩側(cè)安裝垂直方向角較寬而水平方向角很窄的一組換能器,,記錄海底的散射回波,就可獲得離兩側(cè)船舷一定距離內(nèi)精細(xì)的海底地貌聲圖,。為了適應(yīng)深水探測(cè)的需要,,也可把換能器置于拖曳體中。此儀器還可用于海底油管的鋪設(shè)檢查和沉埋物的搜索等水下工程中,。淺地層剖面儀使用低頻聲信號(hào),可以穿透地層,,從其回波的分析獲得底質(zhì)的結(jié)構(gòu)資料,,故廣泛應(yīng)用于水下工程的地質(zhì)勘探。地震探測(cè)系統(tǒng)使用大功率低頻聲源,、多道接收拖曳電纜和多道數(shù)據(jù)處理記錄系統(tǒng),,可以取得深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的資料,用于海底石油及其他礦物的勘探等,。爆炸聲源發(fā)出的大功率低頻聲波,,可以穿透到很深的底層。若在離爆炸源較遠(yuǎn)的海上放置一系列水聽器,,就可以接收到由不同地層傳來(lái)的折射波,,為海底地質(zhì)結(jié)構(gòu),、水下石油資源等提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。 在海洋水文觀測(cè)中,,已越來(lái)越多地應(yīng)用水聲測(cè)量?jī)x器,。如果把回聲探測(cè)儀作相應(yīng)的修改,安放于海底,,使它向海面發(fā)射聲脈沖,,就可以測(cè)量波高和周期等,并從波高平均值的變化,,獲得潮位的變化規(guī)律,。若把換能器安裝于船舷外側(cè),也可測(cè)出波浪的要素,。利用隨海流運(yùn)動(dòng)的散射體的回波會(huì)出現(xiàn)多普勒頻移的特性,,可制成多普勒海流計(jì),它可以不破壞流場(chǎng)而測(cè)量瞬時(shí)的低速海流,。根據(jù)聲波通過(guò)固定距離的傳輸時(shí)間和聲速成比例的關(guān)系,,可制成聲速計(jì),它能實(shí)時(shí)地測(cè)量海水的聲速,。在海洋水文調(diào)查中廣泛應(yīng)用水聲儀器設(shè)備,,是一項(xiàng)重大的技術(shù)改進(jìn)。 被動(dòng)探測(cè) 它探測(cè)水中傳來(lái)的聲信息,,由此判斷發(fā)聲體的位置和特性,。其所測(cè)聽的聲源可分為自然聲源和人為聲源兩類。 自然聲源 不少海洋中的動(dòng)物,,能夠發(fā)聲(見海洋生物發(fā)聲),。故可利用被動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)監(jiān)視魚群的回游特性,并根據(jù)魚類聲音的特性來(lái)判斷魚群的種類,,為海洋捕撈提供有價(jià)值的數(shù)據(jù),。深海水下的水聽器系統(tǒng),還能準(zhǔn)確地測(cè)出水下地震,、水下火山爆發(fā)的位置和估計(jì)其強(qiáng)度等,。 人為聲源 魚類對(duì)聲音很敏感,并有好惡之分,。故可以發(fā)出它們喜歡的聲音加以誘集,,發(fā)出它們不喜歡聽的聲音加以驅(qū)逐。根據(jù)這原理制成的聲誘魚器和驅(qū)魚器,,已開始應(yīng)用于海洋捕撈中,。根據(jù)不同目的,分別采用連續(xù)的,、脈沖的或其他調(diào)制方式的信號(hào)源,,將一種小型的聲信標(biāo)縛于魚體或納入其胃中,,用被動(dòng)聲吶跟蹤,很適合于海洋生物習(xí)性的現(xiàn)場(chǎng)研究,。跟蹤放于海底的小型發(fā)聲體,,能夠了解海底石礫等的移動(dòng)狀態(tài),一種船只和飛機(jī)遇險(xiǎn)的聲信標(biāo),,在船只和飛機(jī)沉沒于水下的一定期間內(nèi),,能發(fā)出聲信號(hào)以指示它的位置。利用帶有聲信標(biāo)的中性浮標(biāo),,可以測(cè)量深層的海流,,如赤道深層流等。 水聲通訊 利用聲波在水下傳遞信息,。通訊的雙方在水下都設(shè)置有發(fā)射器和接收器,。這種通訊有兩種方式:①載波語(yǔ)言調(diào)制聲波或直接輻射語(yǔ)言聲波。后者用于距離較近的潛水員間的通信,。②數(shù)字編碼是水聲設(shè)備中常作為指令和控制的通訊方式,。目前廣泛使用的水聲應(yīng)答器便是數(shù)字編碼通訊的典型設(shè)備,它按事先安排好的程序,,自行完成各應(yīng)答器和主機(jī)間的通訊,。水聲應(yīng)答器可用于水下載體的導(dǎo)航和跟蹤,幫助鉆探船和平臺(tái)準(zhǔn)確尋找井口位置,,監(jiān)視水下的施工,,傳遞水下遙測(cè)系統(tǒng)各水文參數(shù)訊號(hào)等。 水聲遙測(cè)系統(tǒng) 把所要測(cè)量的水下環(huán)境參數(shù)變換成水聲信息之后,,傳到處理船只或岸站來(lái),,經(jīng)過(guò)水聲接收機(jī)處理,重新轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)信息,。 海洋水文參數(shù)的水聲遙測(cè)儀 它以聲傳輸代替了操作麻煩的電纜,。可以把此儀器和遙測(cè)浮標(biāo)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),,由一系列的水下浮標(biāo)把測(cè)量的參數(shù)通過(guò)水聲信道傳輸?shù)侥父?biāo),,再由母浮標(biāo)把它轉(zhuǎn)換成無(wú)線電信號(hào)而傳到調(diào)查船或岸站來(lái),這種遙測(cè)方式具有實(shí)時(shí),、大面積、快速和連續(xù)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),。 網(wǎng)位儀 水下部件縛于拖網(wǎng)的網(wǎng)口上,,把獲得的信息變成水聲信號(hào)發(fā)射到船上來(lái),從而監(jiān)測(cè)魚網(wǎng)的高度,、開口的狀態(tài),、拖繩的拉力,、魚群入網(wǎng)和分布的狀態(tài)及遙測(cè)網(wǎng)口周圍的水溫等,這對(duì)提高魚獲量很有幫助,。 水聲遙控系統(tǒng) 包括船上聲指令發(fā)射機(jī),、水下聲指令接收機(jī)和相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)。例如,,利用水聲釋放器按水聲釋放指令把水下浮筒放掉,,使其浮出水面,以便船只跟蹤回收,。這種遙控技術(shù),,廣泛應(yīng)用于海洋調(diào)查、水下工程,、石油鉆探和地震測(cè)量等方面,,對(duì)水下油井的流量、防噴器架,、輸油管道的閥門和水下爆炸等,,都可采用水下遙控方式。各種海洋自動(dòng)機(jī),,如無(wú)人深潛器,、海底自走車的行動(dòng)及機(jī)械手的動(dòng)作,也可采用水聲遙控,。 總之,,水聲技術(shù)已廣泛應(yīng)用于海洋研究和海洋開發(fā)的各個(gè)方面,但因海水介質(zhì)是一種復(fù)雜多變和多途徑的聲信道,,水聲干擾又很強(qiáng)烈,,如上水聲信息的檢測(cè)仍存在一系列困難,使水聲儀器的可靠性,、分辨率等性能的提高受到一定的限制,。為此,今后必須加強(qiáng)水聲傳輸規(guī)律等基礎(chǔ)理論的研究,,注意探索新技術(shù)在水聲方面應(yīng)用的可能性,。
4. 利用海洋浮標(biāo)進(jìn)行海洋監(jiān)測(cè)
答:聲納浮標(biāo)的作用是探測(cè)水下目標(biāo)的浮標(biāo)式聲納器材,是一種水聲遙感探測(cè)器,,它與浮標(biāo)信號(hào)接收處理設(shè)備等組成浮標(biāo)聲納系統(tǒng),,用于航空反潛探測(cè)和固定聲納監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)水下潛艇的預(yù)警等。
聲納浮標(biāo)由一個(gè)小型的浮在海面上的無(wú)線電發(fā)射機(jī)和一個(gè)用長(zhǎng)線掛在下面的水聽器組成,。水聽器可以收聽周圍水中的各種聲音,,然后把它們傳送給水面發(fā)射機(jī),飛機(jī)可以用專門的接收機(jī)收到發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)。聲納浮標(biāo)由飛機(jī)快速布撒落水時(shí),,水聽器與浮標(biāo)底部的容器脫離,,在水聽器與浮標(biāo)之間有最長(zhǎng)可達(dá)24米的電纜。當(dāng)浮標(biāo)落水時(shí),,與水面的撞擊使電路接通,,經(jīng)短時(shí)間預(yù)熱后,發(fā)射機(jī)就開始發(fā)射由水聽器接收到的聲音,。
5. 海洋氣象浮標(biāo)觀測(cè)站
通過(guò)錨鏈固定在水底,。
海洋浮標(biāo)是是漂浮在水面上的一種航標(biāo)。通過(guò)錨鏈固定在水底,。浮標(biāo)用途廣泛,,其作用是標(biāo)記航道范圍,指示淺灘或危及航行的障礙物,。它是一個(gè)無(wú)人的自動(dòng)海洋觀測(cè)站,,由被固定在指定的海域,隨波起伏,,如同航道兩旁的航標(biāo),。
它能在任何惡劣的環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)期、連續(xù),、全天候的工作,,每日定時(shí)測(cè)量并且發(fā)報(bào)出多種水文水質(zhì)氣象要素。
6. 海洋浮標(biāo)設(shè)計(jì)方案
聲吶浮標(biāo)是一種用于海洋研究的浮標(biāo),,它可以收集和發(fā)射聲波,,以檢測(cè)海洋中的活動(dòng)。它們可以用來(lái)監(jiān)測(cè)海洋深度,,海洋溫度,,海洋流動(dòng),海洋生物活動(dòng),,海洋污染等,。
它們還可以用來(lái)監(jiān)測(cè)海洋活動(dòng),如潮汐,,海浪,,海流,海岸線等,。此外,,它們還可以用來(lái)監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境,如海洋溫度,,海洋深度,,海洋污染等,。聲吶浮標(biāo)可以幫助科學(xué)家們更好地了解海洋,從而更好地保護(hù)海洋環(huán)境,。
7. 海洋浮標(biāo)工作原理
浮球閥工作原理
浮漂始終都要漂在水上,當(dāng)水面上漲時(shí),,浮漂也跟著上升,。漂上升就帶動(dòng)連桿也上升。連桿與另一端的閥門相連,,當(dāng)上升到一定位置時(shí),,連桿支起橡膠活塞墊,封閉水源,。當(dāng)水位下降時(shí),,浮漂也下降,連桿又帶動(dòng)活塞墊開啟,。
浮球閥是通過(guò)控制液位來(lái)調(diào)節(jié)供液量的,。滿液式蒸發(fā)器要求液面保持一定高度,一般適合采用浮球膨脹閥,。浮球閥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,,去控制一個(gè)閥門的開啟或關(guān)閉。