潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋監(jiān)測裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及應(yīng)用于海洋潛標(biāo)的潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋潛標(biāo)系統(tǒng)是對海洋水下環(huán)境進(jìn)行長期、定點(diǎn)、多參數(shù)剖面觀測的儀器設(shè)備系統(tǒng)，是海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分。海洋潛標(biāo)系統(tǒng)具有觀測時(shí)間長、隱蔽、測量不易受海面氣象條件影響等優(yōu)點(diǎn)。2 O世紀(jì)90年代以來，隨著我國海洋科學(xué)研究、海洋綜合利用和國防事業(yè)發(fā)展的需要，我國對海洋環(huán)境監(jiān)測的力度不斷加強(qiáng)，對海洋水下環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備的需求日益增加，海洋潛標(biāo)系統(tǒng)在我國逐漸得到了較廣泛的應(yīng)用。
[0003]在潛標(biāo)的設(shè)中，由于每次布放的海洋潛標(biāo)系統(tǒng)的站位、布放深度、海流等環(huán)境條件、儀器測量層次都隨監(jiān)測任務(wù)的不同而變化。因此，潛標(biāo)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)特別考慮系統(tǒng)的儀器設(shè)備選擇和結(jié)構(gòu)配置，以保證系統(tǒng)可靠性和測量精度、布放回收等問題。
[0004]對于南北極科學(xué)考察中使用的潛標(biāo)，需重點(diǎn)考慮的是回收問題。
[0005]在南北極觀測海域通常使用的潛標(biāo)包括浮體、纜繩、重錨以及懸掛在上面的各種觀測儀器和設(shè)備，可以完成海水的溫度、鹽度和海流等多項(xiàng)海洋數(shù)據(jù)參數(shù)的監(jiān)測。南北極觀測海域，由于受到冰山移動的影響和破壞，布放潛標(biāo)系統(tǒng)的回收成功率很低，原因就是潛標(biāo)系統(tǒng)容易被冰山碰撞和拖拽，使?jié)摌?biāo)系統(tǒng)不能正常工作，水下觀測儀器無法浮出水面，造成很大損失。也有一些防碰撞測量儀器裝置，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作煩瑣。目前尚無一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便可靠的裝置。
[0006]公開號CN201980385的專利公開了一種潛標(biāo)破斷保護(hù)裝置，采用一條短錦綸繩和一條長錦綸繩作為破斷保護(hù)裝置，通過計(jì)算破斷力及測每股錦綸繩能夠承受的破斷力，來設(shè)置錦綸繩的股數(shù)，使錦綸繩在受力達(dá)到一定程度時(shí)發(fā)生破斷，保護(hù)錦綸繩以下的測量儀器不被拖走。但這種裝置仍存在不少問題，如:不易對破斷力進(jìn)行準(zhǔn)確控制，破斷力取決于錦綸繩的股數(shù)及材料質(zhì)量，當(dāng)所需破斷力并非為單股錦綸繩破斷力整數(shù)倍時(shí)，不易達(dá)到滿足所需破斷力要求，且錦綸繩長時(shí)間受海水浸泡后破斷力易發(fā)生變化，穩(wěn)定性差。
[0007]目前急需一種易于準(zhǔn)確控制破斷力、穩(wěn)定性強(qiáng)且使用方便的潛標(biāo)破斷保護(hù)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明提出潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置及方法，其具體的技術(shù)方案如下:
潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置，包括支撐架，所述支撐架與鋼纜通過法蘭及固定器連接，其中:
支撐架上端設(shè)置至少兩個(gè)帶有螺紋的固定引腳；
法蘭包括上法蘭盤與下法蘭盤，所述上法蘭盤與下法蘭盤側(cè)壁設(shè)置與固定引腳位置對應(yīng)的通孔； 上法蘭盤與下法蘭盤中間設(shè)置破斷片，所述破斷片為由外環(huán)和內(nèi)環(huán)構(gòu)成的環(huán)形薄片，其中，外環(huán)設(shè)置與固定引腳位置對應(yīng)的通孔；外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間設(shè)置連接條；
固定器包括外柱與內(nèi)柱，所述內(nèi)柱與鋼纜固定連接；所述外柱直徑與破斷片內(nèi)環(huán)直徑尺寸相同，內(nèi)柱直徑小于破斷片內(nèi)環(huán)中圓孔的直徑；
固定器外柱穿過下法蘭盤抵止破斷片內(nèi)環(huán)，內(nèi)柱穿過破斷片內(nèi)環(huán)抵止上法蘭盤； 支撐架的固定引腳穿過下法蘭盤、破斷片、上法蘭盤的通孔，由緊固螺母將其固定。
[0009]進(jìn)一步地，所述固定器為滾動軸承式結(jié)構(gòu)，外柱與內(nèi)柱之間設(shè)置滾動體，用于實(shí)現(xiàn)外柱與內(nèi)柱的相對轉(zhuǎn)動。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述固定引腳的數(shù)量為4個(gè)。
[0011]作為優(yōu)選方案，所述破斷片外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間設(shè)置3個(gè)連接條。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述連接條為寬度由兩端向中間逐漸變窄的結(jié)構(gòu)。
[0013]潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)方法，包括以下步驟:
步驟一、確定破斷力范圍，破斷拉力應(yīng)大于潛標(biāo)正常布放回收時(shí)的拉力，且小于潛標(biāo)系統(tǒng)除第一浮體外在水中的重力與浮力的差值；
步驟二、對破斷片進(jìn)行拉力試驗(yàn)，調(diào)整破斷片中連接條的數(shù)量、位置、尺寸，直至滿足所需破斷力要求；
步驟三、將破斷片搭載至上法蘭盤與下法蘭盤中間，將法蘭、帶有鋼纜的固定器連接至支撐架，鋼纜上方連接第一浮體；支撐架下方順次連接第二浮體、測量儀器及錨，并將整個(gè)潛標(biāo)系統(tǒng)放入海中，呈懸浮狀態(tài)；
步驟四、當(dāng)?shù)谝桓◇w受到拖拽時(shí)，破斷片承受的拉力超過其破斷力，連接條斷裂，固定器與法蘭分離，第一浮體及固定器被拖走；第二浮體、支撐架及測量儀器、錨繼續(xù)工作；步驟五、需回收時(shí)，啟動釋放裝置，將錨拋載，第二浮體帶動支撐架及測量儀器浮出水面。
[0014]本發(fā)明所提供的潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置及方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
第一、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在受到外來拉力或者碰撞力時(shí)，在定載荷的拉力下，拉力片破斷，有效地保護(hù)水下儀器，在破斷后，水下的儀器可以正常工作，獲取寶貴的水下測量數(shù)據(jù)，提高了回收的成功率；
第二、軸承式固定器設(shè)計(jì)使?jié)摌?biāo)布放、回收時(shí)鋼纜可自由轉(zhuǎn)動，使該保護(hù)裝置的使用更方便，且支撐架的設(shè)計(jì)
第三、易于對破斷力進(jìn)行精確控制；不同的使用場合、搭載不同的儀器的潛標(biāo)所適合的破斷力不同，通過拉力實(shí)驗(yàn)對破斷片結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，可滿足不同場合的潛標(biāo)的破斷保護(hù)要求。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置的破斷片結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中的潛標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號: I:下法蘭盤；2:上法蘭盤；3:鋼纜；4:緊固螺母；5:固定器；6:支撐架'7:拴帶；8:破斷片；801:外環(huán)；802內(nèi)環(huán)；803:連接條；804:通孔;9:固定引腳；11:第一浮體；12:破斷保護(hù)裝置；13:第二浮體；14:測量儀器；15:錨；16:釋放裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置及方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]參照圖1、圖2、圖3，潛標(biāo)定載荷破斷保護(hù)裝置，包括支撐架6，所述支撐架6與鋼纜通過法蘭及固定器5連接，支撐架6上端設(shè)置帶有螺紋的固定引腳9，固定引腳9優(yōu)選設(shè)置4個(gè)；此外，支撐架6上還可設(shè)置用于搭載儀器的拴帶7 ;法蘭包括上法蘭盤2與下法蘭盤1，所述上法蘭盤2與下法蘭盤I側(cè)壁設(shè)置與固定引腳9位置對應(yīng)的通孔；上法蘭盤2與下法蘭盤I中間設(shè)置破斷片8，所述破斷片為由外環(huán)801和內(nèi)環(huán)802構(gòu)成的環(huán)形薄片，其中，外環(huán)801設(shè)置與固定引腳位置對應(yīng)的通孔804 ;外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間設(shè)置連接條803 ;作為優(yōu)選方案，所述破