本發(fā)明屬于海洋監(jiān)測技術領域，尤其涉及一種海面漂流浮標。

背景技術：

海洋占了地球表面的近71％，認知和經(jīng)略海洋已然成為中華民族的意志與夢想。利用海面漂流浮標對海洋近表層的拉格朗日運動進行觀測直接而有效，但需把握核心技術，從而為整個觀測系統(tǒng)注入靈魂，并實現(xiàn)相關技術的最佳配合。

海洋漂流浮標對海洋監(jiān)測是目前最基本的方式，海洋漂流浮標通常包括浮球和水帆兩部分。在實際應用中，漂流浮標容易被一些漁民因為好奇而打撈上來；加上海洋環(huán)境變幻莫測，需要海洋漂流浮標能實現(xiàn)與海水的流速越接近越好，這樣的測量數(shù)據(jù)最為準確，數(shù)據(jù)準確是我們對洋流做出準確分析的基礎，但是現(xiàn)有的漂流浮標由于設計與選材的缺陷，導致測量數(shù)據(jù)與實際偏差較大，造成較大的誤差。

如公開號為CN104002927A的中國發(fā)明專利申請公開說明書所公開的一種可調節(jié)浮力的漂流浮標，標體為圓柱腔體，又如公開號為CN203767030U的中國實用新型專利說明書公開的一種漂 流浮標，標體為球形。

海面漂流浮標測量的是水帆的拉格朗日運動，應最大化減少其它各部分對水帆拉格朗日運動的影響，現(xiàn)有技術中的海面漂流浮標浮球呈球形，體積偏大，不利于強風條件下觀測準確性的控制和弱風條件下拖曳性的減控，也不利于近水面通訊的有效實現(xiàn)，對拉格朗日以觀測有較大影響；此外，漂流浮標需要進行衛(wèi)星定位和通訊，而現(xiàn)有技術中為了使衛(wèi)星定位和通訊的天線遠離水面，通常需要漂流浮標的標體做得較大，影響了漂流浮標的測量精度，同時也更容易被人發(fā)現(xiàn)；將現(xiàn)有技術中鮮有對漂流浮標浮球的形狀研究。

水帆又名海流板，水帆是漂流浮標的重要部件，系統(tǒng)漂移的動力，被測層水流作用于水帆產(chǎn)生拖曳力，帶動水面的浮標體漂移。然后通過浮標體內(nèi)部封裝的定位傳輸模塊來發(fā)送定位數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的水帆通常為傘式海流板，傘式海流板之所以廣泛的被采納是由于使用了成本低，重量輕和質地細密的傘布，為布放前的包裝和運輸都提供了良好的條件，還因為只要傘狀板和標體的聯(lián)線長度控制適度，可以不影響標體在垂直方向上對波浪的感應。它的缺點是布放難，傘布始終處于開狀態(tài)是很難做到的。有的甚 至從布放開始,傘布的聯(lián)線始終絞在一起,從未張開過。但盡管如此，傘狀海流板還是有人在用,它的布放深度通常在30m水深以上。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提供了一種體積小巧、測量準確、定位和通訊信號更好的用于海面漂流浮標。

漂流浮標，包括浮球和連接于浮球底部的水帆，所述浮球包括半球形底部和半球形底部上端的凸起部，所述凸起部內(nèi)部頂端設置有衛(wèi)星通訊天線模塊，所述半球形底部內(nèi)部設置有定位通訊模塊、電池和開關，所述浮球內(nèi)的衛(wèi)星通訊天線模塊、定位通訊模塊、電池和開關安裝好后由發(fā)泡劑填充，半球形底部下設置有掛環(huán)；所述水帆包括牽引繩和水帆主體，所述牽引繩一端連接掛環(huán)，另一端連接水帆主體，所述水帆主體為圓筒形，所述水帆主體包括筒狀的水帆布料以及支撐于水帆布料內(nèi)部的支撐架，所述水帆主體的水帆布料上具有多個孔洞。

進一步，所述浮球主體至少頂部部分外表面設置有疏水涂層。

進一步，所述開關為干簧管磁控開關，浮球主體外表面對應 位置設置有與磁性開關對應的磁鐵。

進一步，所述電池設置于浮球底部，開關和定位通訊模塊設置于浮球中部。

進一步，所述浮球的材質為玻璃鋼；所述浮球外表面涂裝為海水的顏色。

進一步，所述凸起部沿豎直方向向上延伸，凸起部的直徑隨延伸方向逐漸縮小，凸起部的頂端為曲面。

進一步，所述水帆主體分為至少2節(jié)，水帆主體上下兩端及每兩節(jié)水帆主體的連接部位分別設置一個支撐架。

進一步，每一節(jié)水帆主體的水帆布料上設有2個沿徑向相對的孔洞；每一節(jié)水帆主體的水帆布料上的兩個孔洞之間的連線與相鄰一節(jié)水帆主體的水帆布料上的兩個孔洞之間的連線垂直。

進一步，所述骨架材料為PPR聚丙烯無規(guī)共聚物，水帆布料為尼龍布。

進一步，所述水帆布料外表面具有絨毛。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

衛(wèi)星通訊天線模塊設置于凸出部內(nèi)，可以在不增大浮球體積的情況下，使天線遠離海面，可增強信號強度，降低電池消耗。 本發(fā)明的浮球能減少風阻和水阻，使得浮球對水下水帆的拉格朗日運動的影響減小到最低，提高測量準確度。

附圖說明

圖1為漂流浮標的結構示意圖；

圖2為漂流浮標中浮球的局部剖視結構示意圖；

圖3為漂流浮標中水帆的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本實施例的漂流浮標，包括浮球10和連接于浮球底部的水帆20，參見圖2，所述浮球近似于上小下大的葫蘆形，包括半球形底部1和半球形底部上端的凸起部2，所述凸起部2沿豎直方向向上延伸，凸起部2的直徑隨延伸方向逐漸縮小，凸起部2的頂端為曲面。

所述浮球內(nèi)安裝有衛(wèi)星通訊天線模塊3、定位通訊模塊7、電池5和開關6。其中，衛(wèi)星通訊天線模塊3設置于所述凸出部2內(nèi)部頂端，可以遠離海面，增強通訊的方向和范圍，所述電池5設置于半球形底部1內(nèi)的底部，開關6和定位通訊模塊7設置于半球形底部1中部，所述開關6優(yōu)選為磁性開關，如干簧管磁控開關，半球形底部1外表面對應位置設置有磁鐵。衛(wèi)星通訊天線 模塊3、電池5、開關6和定位通訊模塊7安裝好后，浮球內(nèi)用發(fā)泡劑填充，可以保證內(nèi)部器件位置固定，不隨海浪等搖晃而變位；提升抗沖擊能力。重量較大的電池5設置于半球形底部1內(nèi)的底部，可保持浮球的穩(wěn)定性。半球形底部1下設置有掛環(huán)8。

由于水膜阻礙電磁波的穿透，所以在所述凸出部2外表面設置有疏水涂層，能有效減小水膜附著，所述疏水涂層優(yōu)選為氟碳聚合物涂層。所述浮球的材質為玻璃鋼，結實耐用防海水腐蝕，易于電磁波穿透，模具成形效果好。所述浮球外表面涂裝為海水的顏色，防止被輕易發(fā)現(xiàn)而破壞，提升觀測壽命。

本實施例的浮球高75mm，半球形底部1的半徑為25mm，通過重量控制使浮球在工作期間，保證三分之一體積在水下，三分之二體積漂浮在水上。

參見圖3，所述水帆20，包括牽引繩24和水帆主體，所述牽引繩24一端連接掛環(huán)8，另一端連接水帆主體，所述水帆主體為圓筒形，所述水帆主體包括筒狀的水帆布料21以及支撐于水帆布料內(nèi)部的支撐架22，所述水帆主體的水帆布料上具有多個孔洞25。水帆布料和支撐架的設計可方便運輸和保證水帆在海水中呈展開狀態(tài)?？锥纯煞乐顾l(fā)生曲卷變形，除了孔洞以外的實體部 分決定水帆對海流的感應效果，決定水帆隨著被測海流同步漂移的準確性。

所述水帆主體分為7節(jié)，每節(jié)長度92cm，直徑92cm，總長6.44m；孔洞直徑為45cm；水帆主體上下兩端及每兩節(jié)水帆主體的連接部位分別設置一個環(huán)形的支撐架2。

每一節(jié)水帆主體的水帆布料上設有2個沿徑向相對的孔洞。每一節(jié)水帆主體的水帆布料上的兩個孔洞之間的連線與相鄰一節(jié)水帆主體的水帆布料上的兩個孔洞之間的連線垂直。

所述骨架材料為PPR聚丙烯無規(guī)共聚物，水帆布料為尼龍布。水帆布料需要有很好的親水性，保證水帆與海水同速前進，本實施例中，水帆材料設計為尼龍布，除了親水性良好外，還具有組織堅固、耐磨損、耐撕裂特點。

所述水帆布料外表面具有絨毛，可保證水帆與海水的無滑脫。

測試船只攜帶具備底跟蹤功能的ADCP(聲學多普勒流速剖面儀)，選定起點布放本實施例的漂流浮標，測試船只攜帶底跟蹤功能的ADCP跟隨水帆移動，得到水帆運動路徑中的多點的流速，根據(jù)多點的流速與最終水帆的速度作對比。

水帆布放中間位置位于水深6.6米處(被測海流深度)，測試 船只攜帶底跟蹤功能的ADCP以一定距離跟隨水帆軌跡移動，目的是為了得到該海域中的水帆測試區(qū)域的真實海流速度。

計算水帆10min分鐘的平均海流速度與ADCP采集速度進行對比：

從表中可以得出測試水帆測流的絕對誤差在2cm/s左右、相對誤差為10％左右；總體平均絕對誤差為1.7236cm/s、相對誤差為13.3111％

計算水帆20min分鐘的平均海流速度與ADCP采集速度進行對比：

從表中可以得出測試水帆測流的絕對誤差在2cm/s左右、相對誤差為10％左右；總體平均絕對誤差為1.7407cm/s、相對誤差為13.4822％。