海洋生态监测系统的制作方法

本申请涉及海洋观测，特别涉及一种海洋生态监测系统。

背景技术：

1、在海洋学研究、海洋生产和工程建设应用中，需要对特定海域的海水参数（如温度、盐度、深度和二氧化碳浓度等）进行长期、定点的观测。目前常用的原位观测设备多为海洋原位坐底平台、浅标锚链、argo浮标系统三种，其中，海洋原位坐底平台只能观测底层海水和海床表层沉积物的相关参数，无法获取海水剖面的高精度温度、盐度、深度、甲烷浓度、二氧化碳浓度等指标。潜标锚系由于是固定锚链，观测设备只能固定搭载在预定深度，并且由于设备成本和重量限制，无法在锚链上布满仪器，导致在海洋剖面结构上观测精度较差。argo浮标系统具有自主上浮和下潜功能，海水剖面观测精度较好，但是下潜深度有限，而且由于下潜速度不同导致数据信号无法稳定、连续采集，使得数据信号采集无效。因此，目前的观测设备无法达到对同一海域的海面大气-海水剖面-海床表层进行全方位的同步精细化监测，使得数据来源受到限制，影响观测效果。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题的至少之一，本申请提供了一种海洋生态监测系统，能够对同一海域的海面大气-海水剖面-海床表层进行全方位同步监测，增大观测数据量，提高观测信号的可靠性。

2、为实现上述目的，本申请公开了一种海洋生态监测系统，包括：

3、海面浮标，所述海面浮标浮于海面上并用于观测海面大气的数据；

4、坐底平台，所述坐底平台安装于海底并用于观测海床表层或底层海水的数据；

5、第一连接线缆，所述第一连接线缆的长度方向上的两端分别连接于所述海面浮标与所述坐底平台；以及

6、中继浮标，所述中继浮标包括中继控制单元、中继监测单元以及滑轮组件，所述滑轮组件包括第一滑轮、第二滑轮以及固定架，所述第一滑轮、所述第二滑轮分别安装于所述固定架并位于所述第一连接线缆两侧，所述中继控制单元分别电连接于所述中继监测单元与所述第一滑轮、所述第二滑轮，所述中继监测单元连接于所述固定架，所述第一滑轮与所述第二滑轮用于在所述中继控制单元的控制下相对所述第一连接线缆转动或静止，以带动所述中继监测单元沿所述第一连接线缆的长度方向上运动或悬停，所述中继监测单元用于观测海水剖面的数据。

7、作为一种可选的实施方式，在本申请的实施例中，所述固定架包括支撑框架以及安装于所述支撑框架内的第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一连接线缆穿设于所述支撑框架并位于所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间，所述滑轮组件还包括第一轴承和两个第一弹性件，所述第一滑轮通过其中一个所述第一轴承可转动连接于所述第一支撑杆，所述第二滑轮通过其中另一所述第一轴承可转动连接于所述第二支撑杆，各所述第一弹性件的两端分别连接于所述支撑框架与所述第一轴承，所述第一弹性件具有指向所述第一连接线缆的弹性恢复力，以使所述第一滑轮、所述第二滑轮挤压所述第一连接线缆。

8、作为一种可选的实施方式，在本申请的实施例中，所述海洋生态监测系统还包括至少一个充电感应装置，所述充电感应装置安装于所述第一连接线缆的端部并连接于所述海面浮标或所述坐底平台，所述充电感应装置用于在所述中继浮标运动至所述第一连接线缆的端部时与所述中继浮标电连接并传输电能。

9、作为一种可选的实施方式，在本申请的实施例中，所述充电感应装置的连接于所述第一连接线缆的一端设有插接部，所述插接部的尺寸自所述充电感应装置指向所述第一连接线缆的方向逐渐减小，所述中继浮标的两端分别设有充电部，所述插接部用于插接于所述充电部的中部。

10、作为一种可选的实施方式，在本申请的实施例中，所述充电感应装置包括主体部和连接于所述主体部的连接部，所述主体部连接于所述第一连接线缆并电连接于所述海面浮标或所述坐底平台，沿所述第一连接线缆沿其自身的长度方向上，所述连接部自所述主体部的中心向外周延伸，所述连接部通过第二连接线缆连接于所述海面浮标或所述坐底平台。

11、作为一种可选的实施方式，在本申请的实施例中，所述海面浮标包括浮标控制单元、海面监测单元、浮标通讯单元以及浮标电池，所述浮标控制单元分别电连接于所述海面监测单元、所述浮标通讯单元以及所述浮标电池，所述海面监测单元用于监测海面大气数据，所述浮标通讯单元用于收集所述中继浮标与所述坐底平台的监测数据，并将所述海面监测单元、所述中继浮标以及所述坐底平台的监测数据传输至地面实验室。

12、作为一种可选的实施方式，在本申请的实施例中，所述海面浮标上设有太阳能组件，所述太阳能组件电连接于所述浮标电池，所述太阳能组件用于将太阳能转换为电能并储存于所述浮标电池。

13、作为一种可选的实施方式，在本申请的实施例中，所述坐底平台包括安装框架、配重块、海底控制单元、海底监测单元以及海底电池，所述配重块安装于所述安装框架的底部，所述海底监测单元、所述海底电池分别安装于所述安装框架，所述海底控制单元分别电连接于所述海底监测单元与所述海底电池，且所述海底监测单元用于监测海床表层或底层海水数据，所述海底控制单元用于将所述海底监测单元的监测数据传输至所述中继浮标或所述海面浮标。

14、作为一种可选的实施方式，在本申请的实施例中，所述海底监测单元包括沉积物探杆和设置于所述沉积物探杆内的探杆传感器，所述沉积物探杆安装于所述安装框架并向远离所述第一连接线缆的方向延伸至所述安装框架外，所述沉积物探杆用于伸入沉积物内。

15、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

16、本申请实施例提供的一种海洋生态监测系统，通过设置海面浮标与坐底平台通过第一连接线缆连接，中继浮标相对第一连接线缆的长度方向上可运动，通过海面浮标为海洋生态监测系统提供浮力，利用坐底平台提供锚定力，从而能够提高第一连接线缆的垂直度，有利于保持海洋生态监测系统的垂向状态，同时通过海面浮标观测海面大气的数据，中继浮标上下位移以观测不同海洋剖面高度上的数据，坐底平台观测海床表层或底层海水的数据，从而能够实现对同一海域的海面大气-海水剖面-海床表层全方位的同步监测，以增大观测数据量，提高观测信号的可靠性。同时，通过设置中继浮标的第一滑轮与第二滑轮分别电连接于中继控制单元并位于第一连接线缆的两侧，以使第一连接线缆能够作为中继浮标上下位移的轨道，通过中继控制单元电控制第一滑轮、第二滑轮转动以带动中继监测单元相对第一连接线缆位移，从而实现中继浮标在海洋剖面上的深度调节，使得中继浮标能够根据需求运动或悬停于指定深度，以有利于实现监测数据的稳定连续采集，突破现有技术中argo浮标系统对下潜深度的限制，实现对不同水深的数据监测，从而提高观测数据的可靠性和有效。

技术特征：

1.一种海洋生态监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的海洋生态监测系统，其特征在于，所述固定架包括支撑框架以及安装于所述支撑框架内的第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一连接线缆穿设于所述支撑框架并位于所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间，所述滑轮组件还包括第一轴承和两个第一弹性件，所述第一滑轮通过其中一个所述第一轴承可转动连接于所述第一支撑杆，所述第二滑轮通过其中另一所述第一轴承可转动连接于所述第二支撑杆，各所述第一弹性件的两端分别连接于所述支撑框架与所述第一轴承，所述第一弹性件具有指向所述第一连接线缆的弹性恢复力，以使所述第一滑轮、所述第二滑轮挤压所述第一连接线缆。

3.根据权利要求1所述的海洋生态监测系统，其特征在于，所述海洋生态监测系统还包括至少一个充电感应装置，所述充电感应装置安装于所述第一连接线缆的端部并连接于所述海面浮标或所述坐底平台，所述充电感应装置用于在所述中继浮标运动至所述第一连接线缆的端部时与所述中继浮标电连接并传输电能。

4.根据权利要求3所述的海洋生态监测系统，其特征在于，所述充电感应装置的连接于所述第一连接线缆的一端设有插接部，所述插接部的尺寸自所述充电感应装置指向所述第一连接线缆的方向逐渐减小，所述中继浮标的两端分别设有充电部，所述插接部用于插接于所述充电部的中部。

5.根据权利要求3所述的海洋生态监测系统，其特征在于，所述充电感应装置包括主体部和连接于所述主体部的连接部，所述主体部连接于所述第一连接线缆并电连接于所述海面浮标或所述坐底平台，沿所述第一连接线缆沿其自身的长度方向上，所述连接部自所述主体部的中心向外周延伸，所述连接部通过第二连接线缆连接于所述海面浮标或所述坐底平台。

6.根据权利要求1-5任一项所述的海洋生态监测系统，其特征在于，所述海面浮标包括浮标控制单元、海面监测单元、浮标通讯单元以及浮标电池，所述浮标控制单元分别电连接于所述海面监测单元、所述浮标通讯单元以及所述浮标电池，所述海面监测单元用于监测海面大气数据，所述浮标通讯单元用于收集所述中继浮标与所述坐底平台的监测数据，并将所述海面监测单元、所述中继浮标以及所述坐底平台的监测数据传输至地面实验室。

7.根据权利要求6所述的海洋生态监测系统，其特征在于，所述海面浮标上设有太阳能组件，所述太阳能组件电连接于所述浮标电池，所述太阳能组件用于将太阳能转换为电能并储存于所述浮标电池。

8.根据权利要求1-5任一项所述的海洋生态监测系统，其特征在于，所述坐底平台包括安装框架、配重块、海底控制单元、海底监测单元以及海底电池，所述配重块安装于所述安装框架的底部，所述海底监测单元、所述海底电池分别安装于所述安装框架，所述海底控制单元分别电连接于所述海底监测单元与所述海底电池，且所述海底监测单元用于监测海床表层或底层海水数据，所述海底控制单元用于将所述海底监测单元的监测数据传输至所述中继浮标或所述海面浮标。

9.根据权利要求8所述的海洋生态监测系统，其特征在于，所述海底监测单元包括沉积物探杆和设置于所述沉积物探杆内的探杆传感器，所述沉积物探杆安装于所述安装框架并向远离所述第一连接线缆的方向延伸至所述安装框架外，所述沉积物探杆用于伸入沉积物内。

技术总结本申请公开了一种海洋生态监测系统，可应用于海洋观测技术领域。海洋生态监测系统包括海面浮标、坐底平台、第一连接线缆以及中继浮标，海面浮标浮于海面上并用于观测海面大气的数据，坐底平台安装于海底并用于观测海床表层或底层海水的数据，第一连接线缆的长度方向上的两端分别连接于海面浮标与坐底平台，中继浮标的两个滑轮分别电连接于中继控制单元并位于第一连接线缆的两侧，用于在中继控制单元的控制下转动或静止，以带动中继监测单元沿第一连接线缆的长度方向上运动或悬停，中继监测单元用于观测海水剖面的数据。从而实现对同一海域的海面大气‑海水剖面‑海床表层全方位的同步监测，增大观测数据量，提高观测信号的可靠性。技术研发人员：张伟,季春生,莫仕林,贾培文,袁胜,王阔,刘鹏奇,王力峰,王飞飞受保护的技术使用者：广州海洋地质调查局三亚南海地质研究所技术研发日：20240508技术公布日：2024/6/13