ARGO浮标简介

ARGO浮标结构

ARGO浮标工作原理

ARGO浮标测量过程

ARGO浮标投放方式

      ARGO浮标简介  

    自从50年代初,第一个浮标在英国问世以来,越来越多的实用的、具有代表性的、先进的浮标在不断地涌现,并且应用到海洋调查的各个方面。ARGO浮标是指用于建立全球海洋观测网的一种专用测量设备(图1)。它可以在海洋中自由漂移,自动测量海面到2000m水深之间的海水温度、盐度和深度,并可跟踪它的漂移轨迹,获取海水的移动速度和方向。

    目前,广泛用于观测的ARGO浮标都是自持式剖面自动循环探测浮标,其寿命一般为3~5年,如果不出意外的话,一个阿尔戈浮标每年可以提供约36个剖面的观测资料。我国刚刚进行了探测技术的实验,在生产能力上尚属空白。国外也只有少数几个国家(美国、法国和加拿大)有能力生产。目前常用于观测的主要ARGO浮标的情况见表1

图1 ARGO浮标图例

ALACE 浮标

APEX 浮标  

 

 

PROVOR 浮标

SOLO 浮标

表1 ARGO浮标主要类型

浮标名称(中、英文)

浮标类型 生产机构和国家 相关网站

自持式拉格朗日自动循环探测仪(Autonomous Lagrangian Circulation Explorer) 

ALACE Webb Research Corporation,USA

Falmoth Scientific Inc.,USA

Martec,France

http://www.webbresearch.com/

http://www.falmouth.com/

http://www.Martec.fr/

自持式拉格朗日剖面自动循环探测仪(Profiler Autonomous Lagrangian Circulation Explorer)  PALACE Webb Research Corporation,USA

Falmoth Scientific Inc.,USA

Martec,France

http://www.webbresearch.com/

http://www.falmouth.com/

http://www.Martec.fr/

自持式剖面探测仪

(Autonomous Profiling       Exporer)

APEX Sea-Bird Electronics Inc, USA  http://www.seabird.com/
基于MARVOR技术的自动液压剖面浮标(A free-drifting hydrographic profiler base on MARVOR technology) PROVOR Oceanographic Research Institute,MARTEC ,france www.ifremer.fr
拉格朗日海洋声纳探测测仪(Sounding Oceanographic Lagrangian Observer) SOLO Scripps Instute Oceanography http://www.aoml.noaa.gov/

[返回窗口]

ARGO浮标的总体结构

  众所周知,任何物体在水中实现沉、浮运动通常有三种途径,一是改变物体的体积而重量保持不变;二是改变物体的重量而体积不变;三是增加或减少对物体所施加的外力。ARGO浮标的设计则采用了第一种途径,即浮标在水中沉浮是依靠改变其内部体积来实现的。根据这一原理设计的浮标,主要由可变体积的水密耐压壳体、机芯、液压驱动装置、传感器、控制/数据采集/存储电路板、数据传输终端(PTT)和电源等部分组成(图2)。

图2 ARGO浮标结构

[返回窗口]

ARGO浮标的工作原理

    浮标的沉浮功能主要依靠液压驱动系统来实现。液压系统则由单冲程泵、皮囊、压力传感器和高压管路等部件组成,皮囊装在浮标体的外部,有管路与液压系统相连。当泵体内的油注入皮囊后会使皮囊体积增大,致使浮标的浮力逐渐增大而上升。反之,柱塞泵将皮囊里的油抽回,皮囊体积缩小,浮标浮力随之减小,直至重力大于浮力,浮标体逐渐下沉。若在浮标的控制微机中输入按预定动作要求编写的程序,则微机会根据压力传感器测量的深度参数控制下潜深度、水下停留时间、上浮、剖面参数测量、水面停留和数据传输,以及再次下潜等工作环节,从而实现浮标的自动沉浮、测量和数据传输等功能(图3)

[返回窗口]

ARGO浮标的测量过程

  当浮标被布放在海洋中的某个区域后,根据上述工作原理,它会自动潜入2 000m深处或设定深度的等密度层上,随深层海流保持中性漂浮,到达预定时间(约 10d)后,它又会自动上浮,并在上升过程中利用自身携带的各种传感器进行连续剖面测量。当浮标到达海面后,通过定位,与数据传输卫星系统自动将测量数据传送到卫星地面接收站,经信号转换处理后发送给浮标拥有者。浮标在海面的停留时间约需6~12h,当全部测量数据传输完毕后,浮标会再次自动下沉到预定深度,重新开始下一个循环过程(图4)。

图4 ARGO浮标剖面测量过程

[返回窗口]

ARGO浮标的投放方式

     ARGO浮标的布放也十分简单,只要浮标通过测试程序,证明浮标处于良好的工作状态,无需专业人员在场即可在海上布放。且布放的方式有多种多样,可以利用飞机空投,适用于在一些偏远的海区布放浮标,也可以用定期来往于全球贸易航线上数以百计的商船或其他机会船(VOS)布放。当然,利用专业调查船布放会使浮标工作更具有可靠性,观测资料会更有说服力。因为在用专业调查船布放浮标时,可以利用船载温盐深仪(CTD)和高精度实验室盐度计等对浮标观测资料进行现场比较和校正。这种浮标最大的优点是一但布放,它将持续自动运行而无需人为维护。(如图4所示)

 

飞机投放方式

商船或机会船投放方式

调查船投放方式

图4 投放浮标的不同方式

    [返回窗口]