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申请/专利权人：山东大学

摘要：本发明涉及一种Argo浮标及基于Argo浮标的海洋声学及环境参数协同观测方法，属于海洋观测技术领域。本发明的Argo浮标包括液压蓄能器、声学接收器和声学发射器。在本发明中，Argo浮标集成了液压蓄能器、声学换能器，能够通过调节自身浮力控制所处水深位置，当两个及以上Argo浮标在不同位置悬停时，利用Argo浮标自身搭载的声学换能器进行相互之间的水声信号传输，实现不同海洋剖面水深位置的声学测量；利用两个Argo浮标的先探与跟随动作过程，规划海洋环境参数跃层区域内Argo浮标的运动轨迹，实现海洋环境参数跃层区域内的精细化观测，从而提高Argo浮标的数据测量质量和综合测量能力。

主权项：1.一种Argo浮标，其特征在于，包括耐压壳体，耐压壳体外部上方固定有通讯天线，用于与卫星传输数据，并通过卫星获得定位信息；耐压壳体外部还设置有浮力油囊和温盐深仪，温盐深仪用于采集海洋水体的温度、盐度和深度环境参数信息；所述耐压壳体内部设置有控制模块、储油油囊、液压浮力调节装置和电池，控制模块用于向液压浮力调节装置、声学发射器发送控制信号，并处理温盐深仪、声学接收器反馈的监测信息，液压浮力调节装置用于调节浮力油囊和储油油囊内部的液压油体积，从而改变Argo浮标的排水体积，调整Argo浮标的净浮力；所述Argo浮标还包括液压蓄能器、声学接收器、声学发射器和防护支撑架，液压蓄能器安装于耐压壳体内部，在Argo浮标的控制过程中向液压浮力调节装置提供液压油，防护支撑架固定安装于耐压壳体底部，在调试、运输过程中作为底座支撑Argo浮标，声学接收器和声学发射器安装于防护支撑架内部，用于不同Argo浮标之间的水声通信；所述液压浮力调节装置，包括直线位移传感器、阻尼器、单向阀A、单向阀B、双向齿轮泵、电动机、压力变送器、两位两通比例阀A、两位两通比例阀B、两位两通电磁阀A、两位两通电磁阀B和所述液压蓄能器，液压蓄能器包括液压蓄能器A和液压蓄能器B；直线位移传感器安装于储油油囊内部，用于测量储油油囊的伸缩位移Δx；储油油囊经阻尼器、单向阀A连接双向齿轮泵，阻尼器安装于储油油囊和单向阀A之间，防止双向齿轮泵进油口与出油口出现大压力差，单向阀A安装于阻尼器和双向齿轮泵之间，防止液压油从储油油囊直接流入双向齿轮泵；双向齿轮泵与电动机连接；双向齿轮泵经单向阀B连接浮力油囊，单向阀B防止液压油直接从浮力油囊流入双向齿轮泵；两位两通电磁阀A安装于浮力油囊和双向齿轮泵之间，控制浮力油囊与双向齿轮泵之间的油路通断；两位两通电磁阀B安装于储油油囊和双向齿轮泵之间，控制储油油囊与双向齿轮泵之间的油路通断；液压蓄能器A通过两位两通比例阀A与浮力油囊连接，液压蓄能器B通过两位两通比例阀B与浮力油囊连接，液压蓄能器A内部的液压油压力高，液压蓄能器B内部的液压油压力低；所述压力变送器与浮力油囊连接，用于监测浮力油囊内的液压油压力，所述直线位移传感器、电动机、两位两通比例阀A、两位两通比例阀B、压力变送器、两位两通电磁阀A、两位两通电磁阀B均与控制模块信号连接；当要求浮力油囊体积频繁变化时，液压蓄能器A向浮力油囊提供液压油，使浮力油囊膨胀；液压蓄能器B消纳浮力油囊中多余的液压油，使浮力油囊缩小；两位两通比例阀A和两位两通比例阀B用于控制浮力油囊体积的变化速度；压力变送器监测的浮力油囊内液压油压力，作为控制液压蓄能器开启或关闭的依据；储油油囊的体积变化量ΔV为： 储油油囊为圆柱形，D为圆柱形储油油囊的直径；Argo浮标的工作过程为：Argo浮标接收到卫星发送来的下潜信号，控制模块使两位两通电磁阀A置于左位，并向电动机发送信号，使电动机驱动双向齿轮泵逆时针旋转，液压油从浮力油囊经过两位两通电磁阀A和双向齿轮泵进入储油油囊，浮力油囊体积缩小，Argo浮标排水体积减小，执行下潜动作；通过温盐深仪监测到Argo浮标下潜到期望水深，两位两通比例阀A控制液压蓄能器A向浮力油囊充油，使浮力油囊膨胀，利用温盐深仪监测Argo浮标的上浮下潜情况，判断Argo浮标所受浮力与重力是否平衡，若重力大于浮力，则液压蓄能器A继续向浮力油囊充油使浮力油囊膨胀，若浮力大于重力，则两位两通比例阀B控制液压蓄能器B从浮力油囊吸油，使浮力油囊缩小，当Argo浮标所受浮力与重力平衡时，Argo浮标在期望水深悬停；控制模块生成上浮信号，控制两位两通电磁阀B置于左位，并向电动机发送信号，使电动机驱动双向齿轮泵顺时针旋转，液压油从储油油囊经过两位两通电磁阀B和双向齿轮泵进入浮力油囊，浮力油囊体积膨胀，Argo浮标排水体积增大，执行上浮动作；上浮过程中，利用温盐深仪记录海洋环境参数；通过温盐深仪监测到Argo浮标上浮到水面，通过卫星传输监测到的海洋环境参数。

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百度查询： 山东大学 一种Argo浮标及基于Argo浮标的海洋声学及环境参数协同观测方法