一種海洋溫度電導(dǎo)率剖面測量探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于海洋測量傳感器，特別是涉及海洋剖面測量平臺搭載的溫度電導(dǎo)率剖面測量探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]海水的溫度和電導(dǎo)率是最基本的海洋水文參數(shù)，監(jiān)測海洋中不同深度剖面海水溫度和電導(dǎo)率變化規(guī)律，具有廣泛的科研和應(yīng)用價值。溫度和電導(dǎo)率剖面數(shù)據(jù)資料可以作為海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報和災(zāi)害性海況遙測的基本數(shù)據(jù)資料，在軍事上可以用于聲納作用距離預(yù)報和艦艇航海保障的基本環(huán)境參數(shù)，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中可以用于預(yù)報生態(tài)環(huán)境變化規(guī)律和控制生物最佳養(yǎng)殖環(huán)境等。
[0003]利用船舶在航行過程中同時進行溫度和電導(dǎo)率剖面測量的測量平臺已被發(fā)明，船舶走航海洋測量探頭是對海洋溫度和電導(dǎo)率進行剖面測量的重要部件之一。探頭內(nèi)部的溫度傳感器多采用直型管封裝方式，電導(dǎo)率傳感器多為下端開放進水、上端封閉出水的封裝方式，溫度傳感器和電導(dǎo)率傳感器之間的相對距離較遠，并未針對剖面測量探頭在水中快速自由下沉的運動特性而對傳感器進行降低水流阻、傳感器響應(yīng)時間匹配以及測量水路優(yōu)化等相關(guān)設(shè)計。根據(jù)國際通用的78實用鹽標(biāo)的規(guī)定，海水鹽度是由同一時間和同一位置海水的溫度值和電導(dǎo)率值計算得出，現(xiàn)有技術(shù)在溫度和電導(dǎo)率傳感器的選型和設(shè)計上與測量探頭的運動特性不相匹配。傳感器的存在影響了探頭的運動姿態(tài)和運動穩(wěn)定性，如在下沉過程中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)、擺動、敏感元件過水受阻等影響測量效果的運動特性；探頭運動的不穩(wěn)定性又影響了傳感器測量準確度，如由于過水不充分使得被測海水在傳感器敏感元件處產(chǎn)生渦流、湍流，溫度和電導(dǎo)率敏感元件分別感知到不同的海水水團，未達到78實用鹽標(biāo)規(guī)定的同一時間和同一位置兩個必要條件，導(dǎo)致產(chǎn)生較大的鹽度測量誤差，測量數(shù)據(jù)質(zhì)量可信度低，增加海洋調(diào)查成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明創(chuàng)造為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供了一種海洋溫度電導(dǎo)率剖面測量探頭，可解決探頭內(nèi)傳感器結(jié)構(gòu)和位置等與測量探頭運動特性不匹配的問題，提高溫鹽測量的準確度。
[0005]本發(fā)明創(chuàng)造提供的一種海洋溫度電導(dǎo)率剖面測量探頭，包括保護罩、整流罩、傳感測量件、導(dǎo)流基座以及密封筒；其中，所述傳感測量件套裝于所述整流罩內(nèi)，由包括管狀電導(dǎo)率傳感器以及弧形溫度傳感器構(gòu)成，所述弧形溫度傳感器的頂端位于所述管狀電導(dǎo)率傳感器前方并靠近所述管狀電導(dǎo)率傳感器前端入口處；所述保護罩位于測量探頭的最前端，并與所述整流罩可拆卸連接，所述保護罩中部設(shè)有與所述管狀電導(dǎo)率傳感器位置相對應(yīng)的進水開孔，還設(shè)有容納所述弧形溫度傳感器并使之延伸至所述管狀電導(dǎo)率傳感器前端入口處的溫度傳感器通道；所述整流罩與所述保護罩共同構(gòu)成類似于“子彈頭”形狀的外形，所述整流罩側(cè)面對稱設(shè)置有直導(dǎo)流槽；所述整流罩后端可拆卸連接有所述導(dǎo)流基座，所述導(dǎo)流基座內(nèi)設(shè)有Y型三通導(dǎo)流槽，所述管狀電導(dǎo)率傳感器的后端出口套裝或延伸或插接于所述Y型三通導(dǎo)流槽的三通入口內(nèi)，所述Y型三通導(dǎo)流槽的另外兩個分支通道分別延伸至導(dǎo)流基座表面并與外界連通；所述導(dǎo)流基座后端與所述密封筒可拆卸連接，且所述導(dǎo)流基座上還設(shè)有與所述密封筒連通的過孔。
[0006]其中，所述保護罩內(nèi)設(shè)有與所述進水開孔以及所述溫度傳感器通道連通的進水通道，所述進水通道直徑優(yōu)選的自進水開孔向內(nèi)遞增或更優(yōu)選的呈階梯性增大，所述管狀電導(dǎo)率傳感器的前端入口套裝或延伸或插接于所述進水通道內(nèi)。所述保護罩上還設(shè)有與所述整流罩的直導(dǎo)流槽相匹配的端平面，所述端平面自保護罩外表面中部向后端延伸，與所述整流罩的直導(dǎo)流槽一起共同構(gòu)成測量探頭側(cè)面的一種海水導(dǎo)流通道，優(yōu)選的，所述端平面與所述保護罩的中軸線平行。所述保護罩后端的中部凸起形成凸臺，所述凸臺上一方面設(shè)有與所述進水通道和溫度傳感器通道連通、并能夠容納所述傳感測量件前端部分的敞口，另一方面還設(shè)有若干用于與所述整流罩進行可拆卸連接的保護罩固定孔。
[0007]其中，所述整流罩上直導(dǎo)流槽優(yōu)選設(shè)置為2個。所述直導(dǎo)流槽呈U型，其U型的前端開口與所述保護罩的端平面相匹配并連通；所述直導(dǎo)流槽的U型的后端具有一斜平面，所述斜平面自所述整流罩外表面的U型末端位置向前端和內(nèi)部延伸。所述整流罩內(nèi)部還設(shè)有容納所述傳感測量件的通槽，所述通槽與所述直導(dǎo)流槽連通；優(yōu)選的，所述通槽在俯視方向的截面呈兩頭略窄，中部略寬并中央凸起的形狀，且該截面兩頭頂點的連線垂直于所述2個對稱設(shè)置的直導(dǎo)流槽中央位置的連線。所述整流罩前端還設(shè)有與所述保護罩的凸臺相匹配的凹臺，所述凹臺上還設(shè)置有若干與所述保護罩固定孔相匹配的整流罩安裝孔，使所述保護罩和整流罩能夠分別通過凸臺與凹臺的配合、以及保護罩固定孔與整流罩安裝孔的配合實現(xiàn)二者穩(wěn)固的匹配連接。所述整流罩后端還設(shè)有整流罩固定環(huán)，優(yōu)選的所述整流罩固定環(huán)與所述整流罩的罩體一體連接；所述整流罩固定環(huán)上設(shè)有若干整流罩固定孔；所述整流罩固定環(huán)上還設(shè)置有整流罩開槽，用于整流罩固定連接過程中緊固應(yīng)力的卸載，優(yōu)選的，所述整流罩開槽與所述導(dǎo)流基座上Y型三通導(dǎo)流槽的兩個分支通道位置相對應(yīng)，還能夠擴大所述Y型三通導(dǎo)流槽的兩個分支通道的通量。
[0008]其中，所述傳感測量件的管狀電導(dǎo)率傳感器以及弧形溫度傳感器優(yōu)選的用封裝套以一體化封裝的方式固定在一起。所述管狀電導(dǎo)率傳感器優(yōu)選的呈圓管狀，前后端分別在封裝套外預(yù)留一段管體，分別作為所述管狀電導(dǎo)率傳感器的前端入口和后端出口。所述弧形溫度傳感器固定于所述管狀電導(dǎo)率傳感器的前端入口一側(cè)，所述管狀電導(dǎo)率傳感器和弧形溫度傳感器的各傳感引線自所述管狀電導(dǎo)率傳感器后端出口一側(cè)引出；進一步，所述傳感引線經(jīng)由包含若干道O型圈的密封插頭引出。優(yōu)選的，所述傳感測量件的管狀電導(dǎo)率傳感器能夠套裝于所述整流罩的中央，所述弧形溫度傳感器和所述傳感引線的引出部位均位于所述管狀電導(dǎo)率傳感器的同一側(cè)，并套裝于所述整流罩內(nèi)通槽的略窄的兩頭之一的空間內(nèi)。
[0009]進一步，所述管狀電導(dǎo)率傳感器采用三電極式測量原理，由玻璃導(dǎo)流管和3段金屬電極組成，金屬電極間隔一定距離鑲嵌在玻璃導(dǎo)流管的內(nèi)壁上。進行電導(dǎo)率測量時，在中間金屬電極加固定電壓，兩端金屬電極接地，產(chǎn)生激勵電流，被測海水的等效電阻與電導(dǎo)率成函數(shù)關(guān)系，電極引線(即上文所述傳感引線的部分或全部)經(jīng)由封裝套引出后，經(jīng)過電路處理即可獲得海水電導(dǎo)率值。
[0010]進一步，所述弧形溫度傳感器中的敏感元件優(yōu)選為熱敏電阻，所述熱敏電阻封裝在弧形溫度傳感器的頂端內(nèi)部。
[0011]其中，所述導(dǎo)流基座優(yōu)選的依次包括前端凸起圓臺、中部連接臺以及后端密封臺三個組成部分，所述前端凸起圓臺用于與所述整流罩連接，所述中部連接臺的外徑分別與所述整流罩后端的外徑以及所述密封筒前端的外徑相等，所述后端密封臺用于與所述密封筒密封連接。所述Y型三通導(dǎo)流槽的三通入口位于所述前端凸起圓臺的中央，所述Y型三通導(dǎo)流槽的另外兩個分支通道分別延伸至所述中部連接臺的表面。所述導(dǎo)流基座的過孔位于所述Y型三通導(dǎo)流槽的三通入口的一側(cè)，貫通所述導(dǎo)流基座的三個組成部分，當(dāng)所述管狀電導(dǎo)率傳感器的后端出口位于所述Y型三通導(dǎo)流槽的三通入口內(nèi)時，所述傳感測量件的密封插頭能夠