CN101592531A - 海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置 - Google Patents

海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101592531A
CN101592531A CNA2008100381328A CN200810038132A CN101592531A CN 101592531 A CN101592531 A CN 101592531A CN A2008100381328 A CNA2008100381328 A CN A2008100381328A CN 200810038132 A CN200810038132 A CN 200810038132A CN 101592531 A CN101592531 A CN 101592531A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
main frame
optical cable
ocean
sensing optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100381328A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101592531B (zh
Inventor
吴海生
张悦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Ou Yi Energy Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Shanghai Oe Optics & Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Oe Optics & Electric Co Ltd filed Critical Shanghai Oe Optics & Electric Co Ltd
Priority to CN2008100381328A priority Critical patent/CN101592531B/zh
Publication of CN101592531A publication Critical patent/CN101592531A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101592531B publication Critical patent/CN101592531B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法，温度探测主机(2)发出一系列激光脉冲，注入到深入海洋中的传输传感光缆(4)中，激光脉冲在传输传感光缆(4)中传导，同时返回调制了的光脉冲回波信号，回到温度探测主机(2)，对光脉冲回波信号进行解调，计算出纵深垂直分布各点海水(6)的温度情况。用于该方法的装置包括一专用浮箱(1)、温度探测主机(2)、传输传感光缆(4)和一深水锚定系留装置(5)，专用浮箱(1)内装有温度探测主机(2)，温度探测主机(2)通过一套张紧装置连接传输传感光缆(4)的一端，另一端连接深水锚定系留装置(5)。如此，可以实时探测纵深垂直的海水的温度分布信息。

Description

海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置
技术领域
本发明涉及一种温度监测方法和装置，特别涉及一种海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置。
背景技术
海洋的温度是表征海洋的一个非常重要的物理量，尤其是沿海洋纵深垂直分布的温度场决定了海洋的水平分层数量以及各层的厚度，正是由于海水的纵向垂直分层，导致其具有不同的物理特性，如由于不同温度层之间的海水的密度不同，声音在其中具有不同的传播特性。海水表面是太阳光照暖的上层，其实际温度和厚度随季节不同而变化，另外由于海洋间的对流形成的温度梯度分布也会随着季节的变化而变化，实时监测海洋纵深垂直的温度分布具有重要意义，然而由于海水的强腐蚀性以及海洋深处强大的压力，使得以电信号作为监测温度的传感信号来连续实时监测海洋纵深各层的温度分布不太可行，也不经济，本发明应用现代光纤传感技术，可以连续实时探测海洋垂直纵深几百米甚至深达的上万米海洋纵深垂直分布温度场。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法。另外，本发明另一个要解决的问题是提供一种实现上述方法的结构简单、使用方便的装置
为解决上述技术问题，本发明海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法包括如下步骤，首先，温度探测主机发出一系列激光脉冲，注入到深入到海洋底部的垂直于海床的传输传感光缆中，所述激光脉冲在所述传输传感光缆中传导，同时连续背向返回一系列被传输传感光缆周围不同垂直深度的海洋温度调制了的光脉冲回波信号，回到温度探测主机，接着，所述温度探测主机对所述光脉冲回波信号进行解调，计算出沿所述传输传感光缆上各点周围海水的温度情况，进而得出海洋温度场的垂直分布情况。
为实施上述方法而专门设计了海洋纵深垂直温度场分布实时监测装置，包括一专用浮箱、温度探测主机、传输传感光缆和一深水锚定系留装置，所述专用浮箱内装有所述温度探测主机，所述温度探测主机连接所述传输传感光缆的一端，所述传输传感光缆的另一端连接所述深水锚定系留装置。
优选的是，温度探测主机与传输传感光缆通过一张紧装置相连，使传输传感光缆始终处于张紧状态。
优选的是，深水锚定系留装置为一系留在所述传输传感光缆上的锚。
优选的是，温度探测主机上设置一无线发射天线。
优选的是，温度探测主机上设置一GPS定位***。
采用这样的方法和装置后，可以实时探测海洋的纵深垂直温度信息，耐海水腐蚀、抗深海的侧压和浪涌张力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是海洋纵深垂直温度场分布实时监测装置结构图。
图2是温度探测主机的原理图。
附图标记如下：
1、专用浮箱                2、温度探测主机
3、海床                    4、传输传感光缆
5、深水锚定系留装置        6、海水
21、无线发射天线
具体实施方式
本发明海洋纵深垂直温度场分布实时监测装置包括如下结构，下文中参照附图将对此进行详细描述。
如图1所示，本发明包括一可以漂浮在水面上的专用浮箱1，专用浮箱1内装有所述温度探测主机2，温度探测主机2上连接传输传感光缆4的一端，传输传感光缆4的另一端连接深水锚定系留装置5，该深水锚定系留装置5能够将专用浮箱1约束于海上一定的区域位置。
在专用浮箱1下用绳索悬挂一重物，是专用浮箱1能够按照实际需要达到海底一定的深度。在系该重物的绳索上固定上传输传感光缆4垂直直通海底。
传输传感光缆4垂直连接至海床上的深水锚定系留装置5。该传输传感光缆4通过深水锚定系留装置5垂直地通向海底，因而传输传感光缆4上各点的温度分布也就是海洋沿纵深垂直分布的温度场。该传输传感光缆4具有对温度敏感的特别结构，既作为光信号的传输媒介，又作为海洋纵深垂直温度分布的传感元件，能传播激光脉冲信号，能实时感应光缆周围的环境温度信息。该传输传感光缆4具有很强的抗海水腐蚀能力、抗十几万米海面下的海水侧压能力和抗拉能力，该光缆还具备迅速响应外界温度变化的温度敏感能力。
为了使传输传感光缆4能够被拉直，温度探测主机2与传输传感光缆4通过一张紧装置相连，使传输传感光缆4始终处于张紧状态。
上述深水锚定系留装置5可以使用船舶停泊用的锚，将锚直接连接在传输传感光缆4的下端。该锚可以到达10000米以内的任何深度的海底，并能够将专用浮箱1固定囤浮于海面一定的活动区域位置内。
温度探测主机2上设置了无线发射天线21，温度探测主机2通过该无线发射天线21将探测到的海洋纵深垂直分布温度场数值实时发射到卫星或附近的岸线接收基站，从而实现对海洋纵深垂直分布温度场实时监测的目的。
温度探测主机2上设置一GPS定位***，GPS定位***可以对专用浮箱1的位置进行准确定位。
使用上述装置进行温度监测的海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法包括如下步骤：
首先，温度探测主机2通过特定的控制器，产生特定的控制，使激光器输出一个特定宽度的一系列激光脉冲，注入到深入海洋中的垂至于海床的传输传感光缆4中，这一系列的激光脉冲在传输传感光缆4中向下垂直传导。
由于传输传感光缆4垂直处于不同深度、不同温度的海水中，会对激光脉冲进行调制，同时连续背向返回一系列被传输传感光缆4周围不同深度海洋的温度调制了的光脉冲回波信号，沿原路返回，回到温度探测主机2的控制器中。
接着，温度探测主机2的控制器对返回的光脉冲回波信号进行解调解码，计算出沿传输传感光缆4长度上各点周围海水的温度信息，进而得出海洋温度场的垂直分布情况。
最后，该温度探测主机2通过无线发射天线21将测得的该处海洋纵深垂直温度分布数据通过公众无线数据传输网或卫星传回数据中心。
具体的操作本发明海洋纵深温度场分布实时监测装置的操作步骤如下：首先在预测量的海平面位置放置专用浮箱1，将传输传感光缆4的一端与探测主机相连，另一端固定于锚索上，抛锚于海床上，即可将专用浮箱1固定，同时打开探测主机的无线发射天线21，打开主机电源，本探测装置即开始工作。
图2是温度探测主机2的工作原理图。图中激光器控制器驱动激光器发出一系列激光脉冲，通过1*2分支器注入到传输传感光缆4中，沿光缆向下垂直传播，沿途与传输传感光缆4中的特别温度敏感介质发生碰撞产生一系列背向光脉冲回波信号，其背向光脉冲回波信号沿原路返回至1*2分支器后，通过分支器的8端，进入光电转换器，进行光电转换，转换后进入数据采集和信号处理进行数据处理，数据信号处理结合激光器端传来的激光器输出的光功率信息，解调出传输传感光缆4各点分布的温度值，由于传输传感光缆4是垂直锚定在海洋中的，因而其温度分布也就是海洋纵深的垂直温度分布。数据信号处理通过发射装置将海洋纵深垂直分布的温度场数据实时发射传送出去。
本发明主要用于大纵深海洋垂直分布温度场的实时探测，也可以用来实时探测密闭容器，如大型储油罐内液体的垂直温度分布。
上述设计实例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他实质等同手段，均在本发明权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法，其特征在于：首先，温度探测主机(2)发出一系列激光脉冲，注入到深入海洋底部的垂直于海床的传输传感光缆(4)中，所述激光脉冲在所述传输传感光缆(4)中传导，同时连续背向返回一系列被传输传感光缆(4)周围不同深度海洋的温度调制了的光脉冲回波信号，回到温度探测主机(2)，接着，所述温度探测主机(2)对所述光脉冲回波信号进行解调，计算出沿所述传输传感光缆(4)上各点周围海水(6)的温度情况，进而得出海洋温度场的垂直分布情况。
2.一种实施权利要求1所述的海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法的装置，其特征在于：包括一专用浮箱(1)、温度探测主机(2)、传输传感光缆(4)和一深水锚定系留装置(5)，所述专用浮箱(1)内装有所述温度探测主机(2)，所述温度探测主机(2)连接所述传输传感光缆(4)的一端，所述传输传感光缆(4)的另一端连接所述深水锚定系留装置(5)。
3.根据权利要求2所述的海洋纵深垂直温度场分布实时监测装置，其特征在于：所述温度探测主机(2)与所述传输传感光缆(4)通过一张紧装置相连，使所述传输传感光缆(4)始终处于张紧状态。
4.根据权利要求2所述的海洋纵深垂直温度场分布实时监测装置，其特征在于：所述深水锚定系留装置(5)为一系留在所述传输传感光缆(4)上的锚。
5.根据权利要求2所述的海洋纵深垂直温度场分布实时监测装置，其特征在于：所述温度探测主机(2)上设置一无线发射天线(21)。
6.根据权利要求2所述的海洋纵深垂直温度场分布实时监测装置，其特征在于：所述温度探测主机(2)上设置一GPS定位***。
CN2008100381328A 2008-05-28 2008-05-28 海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置 Active CN101592531B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100381328A CN101592531B (zh) 2008-05-28 2008-05-28 海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100381328A CN101592531B (zh) 2008-05-28 2008-05-28 海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101592531A true CN101592531A (zh) 2009-12-02
CN101592531B CN101592531B (zh) 2012-06-27

Family

ID=41407306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100381328A Active CN101592531B (zh) 2008-05-28 2008-05-28 海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101592531B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858796A (zh) * 2010-05-18 2010-10-13 华北电力大学（保定） 一种基于光纤光栅原理的海水温度剖面测量方法
CN103759845A (zh) * 2014-01-22 2014-04-30 中国科学院半导体研究所 一种拖曳式光纤温深剖面连续测量***
CN104913860A (zh) * 2015-05-29 2015-09-16 中国科学院声学研究所 基于无线通讯的海水探测方法和装置
CN104931154A (zh) * 2015-05-21 2015-09-23 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种浮动式水库垂向水温自动观测装置及方法
CN109640401A (zh) * 2019-01-21 2019-04-16 上海船舶研究设计院（中国船舶工业集团公司第六0四研究院） 浮式大功率5g信号基站及浮式5g信号基站覆盖网络
CN112785815A (zh) * 2021-01-27 2021-05-11 哈尔滨工业大学 基于分布式光纤传感技术的涌浪监测装置及方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5816874A (en) * 1996-11-12 1998-10-06 Regents Of The University Of Minnesota Remote underwater sensing station
CN100368256C (zh) * 2003-06-14 2008-02-13 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 浮标温盐链系留装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858796A (zh) * 2010-05-18 2010-10-13 华北电力大学（保定） 一种基于光纤光栅原理的海水温度剖面测量方法
CN101858796B (zh) * 2010-05-18 2011-11-16 华北电力大学（保定） 一种基于光纤光栅原理的海水温度剖面测量方法
CN103759845A (zh) * 2014-01-22 2014-04-30 中国科学院半导体研究所 一种拖曳式光纤温深剖面连续测量***
CN103759845B (zh) * 2014-01-22 2017-02-08 中国科学院半导体研究所 一种拖曳式光纤温深剖面连续测量***
CN104931154A (zh) * 2015-05-21 2015-09-23 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种浮动式水库垂向水温自动观测装置及方法
CN104913860A (zh) * 2015-05-29 2015-09-16 中国科学院声学研究所 基于无线通讯的海水探测方法和装置
CN104913860B (zh) * 2015-05-29 2018-08-14 中国科学院声学研究所 基于无线通讯的海水探测方法和装置
CN109640401A (zh) * 2019-01-21 2019-04-16 上海船舶研究设计院（中国船舶工业集团公司第六0四研究院） 浮式大功率5g信号基站及浮式5g信号基站覆盖网络
CN112785815A (zh) * 2021-01-27 2021-05-11 哈尔滨工业大学 基于分布式光纤传感技术的涌浪监测装置及方法
CN112785815B (zh) * 2021-01-27 2024-05-28 哈尔滨工业大学 基于分布式光纤传感技术的涌浪监测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101592531B (zh) 2012-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108631885B (zh) 一种潜标无线实时通信***及方法
CN107631720B (zh) 海底沙波原位实时观测装置及方法
CN108189969A (zh) 一种基于卫星通讯数据实时传输的深海锚系潜标***
CN102673740B (zh) 海洋装置
CN101592531B (zh) 海洋纵深垂直温度场分布实时监测方法和装置
CN108216492A (zh) 一种实现海洋数据区域监测的高精度潜标阵***
CN201397138Y (zh) 极地近岸海洋环境实时监测***
US20220098958A1 (en) Deep-sea submarine gas hydrate collecting method and production house
CN206031703U (zh) 一种无人值守式自主预警的潜标***
CN205374739U (zh) 一种全方位水下监控***
JP5263829B2 (ja) 海底下地層貯留における漏洩二酸化炭素のモニタリング方法及びそのモニタリングシステム
CN110768713B (zh) 一种用于深海潜标的抛弃式数据回传装置
CN107702698A (zh) 一种深海逆式回声测量***及测量方法
US20240251728A1 (en) Method and apparatus for measuring export of macroalgae or aquatic biomass and systems for confirming and monitoring carbon removals credits based on marine biomass
CN114572347A (zh) 一种海啸预警监测***
WO2014023925A1 (en) Survey apparatus and methods for collecting sensor data in a body of water
CN209274837U (zh) 一种极地季节性冰区准实时通信潜标
JPH0968575A (ja) 水中データの計測システム
CN115792166B (zh) 一种河流用流速缓冲式水下水质监测装置
CN213301454U (zh) 基于光纤声波传感的反潜预警前端阵列及其阵列与***
CN210555523U (zh) 一种长续航式可回收海底监控平台
CN209089005U (zh) 一种冰下上层海洋长期定点自动剖面综合观测网***
CN110116785B (zh) 可定位沉浮式海洋探测装置及其探测定位平台定位方法
CN101865688A (zh) 走航式预置地形模式水体垂直剖面调查***和方法
CN207317800U (zh) 一种深海逆式回声测量***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI OUYI ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY DE

Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI OUYI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO., LTD.

Effective date: 20100413

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 202156 NO.2, LANE 92, XINSHEN ROAD, XINHE TOWN, CHONGMING COUNTY, SHANGHAI CITY TO: 200072 ROOM 901, NO.912,GONGHE NEW ROAD, ZHABEI DISTRICT, SHANGHAI CITY

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20100413

Address after: 200072, room 912, 901 Xin Lu, Zhabei District, Shanghai

Applicant after: Shanghai OE Optics & Electric Co., Ltd.

Address before: 202156, No. 92, Lane 2, Shin Shen road, Xinhe Town, Chongming County, Shanghai

Applicant before: Shanghai OE Optics & Electric Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Method and device for monitoring distribution of vertical depth temperature field of ocean in real time

Effective date of registration: 20130716

Granted publication date: 20120627

Pledgee: Bank of Communications Ltd Shanghai Zhabei branch

Pledgor: Shanghai Ouyi Intelligent Network Co., Ltd.

Registration number: 2013310000036

PLDC Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Room 32E, 831 Xinzhalu, Jing'an District, Shanghai 200042

Patentee after: Shanghai Ou Yi Energy Technology Co., Ltd.

Address before: Room 901, 912 Gongxin Road, Zhabei District, Shanghai 200072

Patentee before: Shanghai Ouyi Intelligent Network Co., Ltd.