一种海上监测平台的制作方法

1.本实用新型涉及海上监测领域，更具体的，涉及一种海上监测平台。


背景技术：

2.海洋蕴含着大量的石油，天然气以及矿物资源，如何有效的对海洋资源的开发是各国重要的战略目标之一，所以如何低成本且高效地对海洋参数进行测量是目前非常重要的问题。
3.海洋环境参数包括温度、湿度、风向、风速和气压等气象环境参数，还包括电磁波干扰和海浪情况等物理环境参数，以及包括海平面下的海水ph值、海水温度和洋流速度等海中环境参数。现有海洋环境的监测方式由于海上平台的限制只能搭载少量的监测装置，存在监测手段单一的问题，难以满足一体化和全方位监测的需求，为了解决这一问题往往需要部署多个不同类似的平台搭载不同的监测装置，这就增加了生产和维护的成本，同时，如今监测手段除了数值监测之外还包括了视频监测，即通过摄像头实时监测海面及海底情况，所以需要海上平台保持稳定，尽量减少晃动，并且为了方便监测，往往需要使平台减少移动。
4.申请号为202111526342.3的中国发明申请专利文献公开了一种监测平台，监测平台包括浮体和浮动平台；浮体包括壳体和设置在壳体内的发电装置、电源管理系统和微控单元；发电装置和微控单元分别电连接于电源管理系统；浮动平台上设有监测组件，监测组件电连接于电源管理系统和微控单元；发电装置内设有发电管体，发电管体的内部填充有部分液体，且发电管体的两端密封；发电管体的一端设有第一导电部，发电管体的另一端设有第二导电部；所述监测组件包括温度传感器、风速传感器和空气质量传感器；所述壳体的远离所述浮动平台的一侧设有固定支架，所述固定支架上设有水下传感器，所述水下传感器电连接于所述微控单元。该专利将液-固摩擦纳米发电和海上监测平台结合，能够稳定的为海上监测平台提供动力，但是该技术方案无法监测到海底的情况，依然不能满足全方位监测的需求，并且是通过海浪摩擦发电，所以不能够保证平台整体保持稳定，会导致部分监测数据存在偏差，同时无法实现视讯监测。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种海上监测平台，用于解决海上监测手段多样化和全面化，且搭建的海上平台在海上保持稳定的问题。
6.本实用新型采取的技术方案为：
7.一种海上监测平台，包括悬浮基座、桅杆平台架、水下监测井、海上监测装置、海中监测装置、数据综合装置、基座平衡装置和基座固定装置；
8.所述悬浮基座为平台提供悬浮于海面上的浮力；
9.所述桅杆平台架设置在悬浮基座上，所述海上监测装置设置在桅杆平台架上；
10.所述水下监测井设置在悬浮基座上，从悬浮基座上延伸到海中，所述海中监测装
置设置在水下监测井上，通过水下监测井将监测设备伸入海中；
11.所述基座平衡装置和基座固定装置设置在悬浮基座下，所述基座平衡装置使悬浮基座的平面保持平衡，所述基座固定装置使悬浮基座在海面的位置保持固定；
12.所述数据综合装置设在在悬浮基座上，所述海上监测装置和海中监测装置分别通过数据传输线路与数据综合装置连接。
13.悬浮基座为整个平台提供在海面上的浮力，在悬浮基座上设置有海上监测装置、海中监测装置以及数据综合装置，海上监测装置设置有用于对海上气象环境进行监测的设备，可选的，可以设置风速传感器、气压传感器或海表温度湿度传感器的一种或组合，可以根据实际需求进行设置，还可以在这些基础上增加其他的监测设备；海中监测装置设置在悬浮基座平台上，在悬浮基座上开设水下观测井，通过水下观测井将设备架设到海中，对海水环境进行监测，或者在海底架设监测装置，数据链通过水下观测井伸入海底与监测装置连接，将海底监测数据传输到数据综合装置中，可以通过设置多组海中监测装置来实现对海中环境的全方位监测；数据综合装置将海上观监测装置和海中监测装置采集到的数据进行存储和处理。海上平台为监测设备的安装提供更大的空间，能将各种所需的监测装置集成设置到海上平台上，减少了分别设置需要的额外的载体成本，同时实现监测的一体化。
14.通过在悬浮基座下设置基座平衡装置，基座平衡装置可以调节平台本身在海面上的重心和平衡，防止海浪或其他因素导致平台平面发生严重倾斜，悬浮基座下还设置有基座固定装置，基座固定装置将平台固定在海面上，防止海流使平台产生平移，偏离预定设定的位置。控制平台的位置和平面的稳定，保证了监测数据不会出现大的偏差，同时保证了监测装置所监测到的数据的精确性。
15.进一步的，所述悬浮基座包括浮力管、平台骨架以及平台甲板；
16.所述平台骨架设置在平台甲板下；
17.所述浮力管贯穿设置于所述平台骨架下部；
18.所述海上监测装置、海中监测装置和数据综合装置设置在平台甲板上；
19.所述基座平衡装置和基座固定装置设置在浮力管下；
20.所述桅杆平台架设置在平台甲板上的中心位置；
21.所述水下监测井设置在平台甲板上，从平台甲板上穿过平台骨架延伸到海中，所述水下监测井均匀设置在桅杆平台架周围；
22.所述数据综合装置设在平台甲板上；
23.所述基座平衡装置和基座固定装置设置在浮力管上。
24.平台基座整体采用聚乙烯材料，聚乙烯材料具有材质质量轻、使用寿命长以及具有很好的抗腐蚀性和耐冲击性等优点，非常适合作为海洋研究装置的材料，能够抵御海水的腐蚀性和浪潮的冲击。平台甲板俯视形状为矩形，平台骨架搭建在平台甲板下方，平台骨架外框与平台甲板整体形成长方体结构，浮力管设置在平台骨架内下半部分，穿插于骨架内部设置，并在平台骨架相对的两侧凸出，这样设置能使整个平台基座具有很好的浮力，并且保证平台基座整体各处的浮力均匀；使用骨架结构能够减轻平台基座整体的重量，同时能够很好的保证平台基座的强度，对安装于平台甲板上的各监测装置具有很好的支撑作用。
25.进一步的，所述海上监测装置设置有气象传感系统和/或视频监视系统；
26.所述气象传感系统和视频监视器分别通过数据传输线路与数据综合装置连接；
27.进一步的，所述监测平台还设置有通讯系统，所述通讯系统包括微波通讯模块、cdma通讯模块、4g通讯模块、5g通讯模块或北斗通讯模块，所述通讯系统还包括通讯模块对应的天线；
28.所述通讯系统通过数据传输线路与数据综合装置连接。
29.监测平台设置有气象传感系统或视频监视系统的一种或组合，可以根据实际的监测需求进行设置，可选的，所述气象传感系统包括风速传感器、气压传感器或海表温度湿度传感器的一种或组合，监测平台中的设备均可以根据实际监测需要进行设置，还可以设置视频监视系统，通过视频监视系统实时的对海平面情况进行可视化监测。监测平台中的各监测设备将采集到的数据通过数据传输线路传输到数据综合装置中，对数据进行存储和处理。监测平台通过桅杆平台架架设在高处，空间面积较大，能够满足各个海上监测设备安装的空间需求，可以根据需要设置多样化的海上监测设备，实现监测的全方面和一体化。
30.监测设备将采集到的数据传输到数据综合装置进行存储和处理，数据综合装置将需要进行发送的数据通过数据传输线路传输给通讯系统，通讯系统根据安装在其中的通讯模块通过天线将数据传输到远端的工作人员的设备中，通讯模块可选的为微波通讯模块、cdma通讯模块、4g通讯模块、5g通讯模块或北斗通讯模块，可以根据监测平台主要传输的数据类型来进行选择设置，如对数据的实时性要求较高并多为视频数据，可以采用北斗或5g等高带宽的通讯模块，如对数据的实时性要求不高且多为数值数据，则可以采用cdma或微波通讯模块。根据不同的需求安装不同的通讯模块，即节省了生产的成本，也能够很好的满足数据传输的要求，通过高带宽的通讯模块可以实现监测平台的可视化监控。
31.进一步的，所述海中监测装置包括固定框架、数据采集设备箱、水下数据链和设置在海中的海中监测设备；
32.所述固定框架设置在水下监测井上；
33.所述数据采集设备箱设置在固定框架中；
34.所述水下数据链一端与数据采集设备箱连接，另一端通过水下监测井伸入海面下与所述海中监测设备连接；
35.所述数据采集设备箱通过数据传输线路与数据综合装置连接。
36.海中监测装置包括水下监测井，水下监测井贯穿平台悬浮基座设置，通过水下监测井将水下数据链伸入到海水中，水下数据链一端与海中监测设备连接，另一端连接数据采集设备箱，可选的，海中监测设备为海水ph值传感器、海水温度传感器或电导率传感器；数据采集设备箱设置有数据采集设备，数据采集设备用于控制各个监测设备采集和传输数据，并将采集到的数据传输到数据综合装置中。海中监测装置也可以根据需求设置一组或多组，用于设置多种海中监测设备，同时满足海上环境和海中环境的监测，实现平台的全面化和一体化监测功能。
37.固定框架设置在水下监测井上，用于设置海中监测设备相关的设备。
38.进一步的，所述固定框架为并排设置的两个框架结构，水下监测井正上方的为供人工工作操作的工作框架，另一个为安装仪器设备的设备框架；
39.所述工作框架至少设置两层区域，底层区域为设置有电池设备箱的供电区域，所述电池设备箱设置在水下监测井上，为海中监测设备提供电能；上层区域为人工工作区域，
为人工操作提供空间；
40.所述设备框架设置一层区域，安装数据采集设备箱；
41.所述工作框架和设备框架顶部都设置有太阳能电池板，所述电池设备箱和数据采集设备箱中都设置有蓄电池，所述太阳能电池板与蓄电池连接。
42.将固定框架分为两个拼接部分，需要进行人工操作的框架为工作框架，另一部分为安装相关数据采集设备的设备框架；工作框架部分设置至少两个区域，由于海中监测设备需要进行长期的水下监测工作，所以在水下监测井上设置为海中监测设备提供电能的电池设备箱，需要设置供电区域；海中监测设备进行周期性的维护或者更换监测设备时，需要人工进行操作，需要设置供人活动操作的工作区域，还可以根据实际需求设置其他区域。设备框架部分，不需要供人活动，设备可以通过侧开口进行操作。将固定框架分为两个部分，按照供人活动的区域进行区分，方便工作人员对监测设备进行维护。
43.进一步的，所述海中监测设备包括水质监测器、海水温度传感器、水下摄像机和/或adcp设备。
44.海中监测设备可选的为水质监测器、海水温度传感器或海水ph值传感器的一种或多种，海中监测设备可以为这些常规的监测设备，另外的，海中监测设备还可以是一种特殊设置的鱼礁体，所述鱼礁体设置在海底，所述鱼礁体上设置有水下摄像机和adcp设备，水下摄像机可以对海底鱼类活动进行实时的可视化监测，adcp设备可以对水体进行剖面分层次观测海流和波高内容。海中监测设备的可选范围很广，从海平面以下的浅海到海底都可以设置监测设备进行监测，同时不仅能够进行数值方面的监测，还设置了水中摄像头对海中的情况进行实时的可视化监测，进一步的实现了监测的全面化功能。
45.进一步的，所述基座平衡装置包括系泊固定点、固定链和平衡体；
46.所述平衡体为悬浮基座平衡提供重力；
47.所述系泊固定点安装于所述浮力管上，所述固定链一端与系泊固定点连接，另一端与平衡体连接。
48.系泊固定点设置多个并均匀设置在浮力管上，固定链和平衡体沉于海水中，使平台整体的重心下移，使平台更稳定。可以根据平台上安装的监测设备的数量来调整固定链的长度，使平台的重心保持稳定，防止平台出现倾斜，在海面上能够更稳定。
49.进一步的，所述基座固定装置包括固定连接缆、浮式固定锚系和平台固定礁体；
50.所述固定连接缆一端与浮力管连接，另一端与平台固定礁体连接；
51.所述浮式固定锚系设于固定连接缆上；
52.所述固定连接缆对称或均匀设置在浮力管上。
53.平台固定礁体为重数顿的固定鱼礁，沉于海底，通过固定连接缆与系泊固定点连接，固定连接缆上设有多个浮式固定锚系，可以通过调节装置调节其在固定连接缆上的位置以及个数，浮式固定锚系能够浮于海面上，通过浮式固定锚系的浮力作用，使固定连接缆一部分浮于海面上，另一部分垂直沉入海中，浮于海面上的固定连接缆上的浮式固定锚系的数量多于沉入海中的固定连接缆上的浮式固定锚系的数量，使固定连接缆呈“l”形；所述固定连接缆上还设置有浮式固定桶，一根固定连接缆上设置有两个浮式固定桶，浮式固定桶分别设置在固定连接缆“l”型弯折处两端。固定连接缆在浮力管上对称或均匀设置，通过平台固定礁体的重力和浮式固定锚系的浮力作用对平台上从各个方向均匀的进行牵制，使
平台能够固定在海面上，防止台风、海浪以及海水流动使平台产生位移。
54.进一步的，所述数据综合装置通过支架设置在平台甲板上，数据综合装置底部高于平台甲板；
55.所述支架顶部设置有太阳能电池板，所诉数据综合箱中设置有蓄电池，所述太阳能电池板与蓄电池连接。
56.由于数据综合装置中为控制器及存储设备等电子元件，所以高于平台甲板设置，防止长期接触海水损坏数据综合装置中的电子元件。并且设置太阳能电池板和蓄电池为其提供电能，保证数据综合装置能够长期自主进行工作，减少维护成本。
57.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
58.1.通过采用材料作为平台的悬浮基座的材料，提供了浮力的同时，具有很好的耐腐蚀的效果，并且保证平台的强度，减少平台的维护成本。
59.2.提供足够的平台空间来安装海上和海中的监测装置，能够将各种装置集成到平台上，实现了监测平台监测的全面化和一体化，同时通过架设摄像头设备，能够实现进行实时可视化的监控。
60.3.通过基座平衡装置和基座固定装置的作用，能够将平台更好的固定在海面上，防止由于海浪的冲击造成平台移动或者出现倾斜的情况。
附图说明
61.图1为本实用新型的一种海上监测平台的悬浮基座主视图。
62.图2为本实用新型的一种海上监测平台的悬浮基座及安装在悬浮基座上的装置结构主视图。
63.图3为本实用新型的一种海上监测平台的悬浮基座及安装在悬浮基座下的装置结构主视图。
64.图4为本实用新型的一种海上监测平台的悬浮基座及安装在悬浮基座上的装置结构俯视图。
65.图5为本实用新型的一种海上监测平台的海中监测装置的结构图。
66.附图标记为：悬浮基座100，平台甲板110，平台骨架120，浮力管130，桅杆平台架210，海上监测装置220，海中监测装置300，固定框架310，数据采集设备箱320，水下监测井330，数据综合装置400，基座平衡装置500，系泊固定点510，固定链520，平衡体530，基座固定装置600，浮式固定锚系610，固定连接缆620，平台固定礁体630。
具体实施方式
67.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
68.实施例1
69.如图1所示，一种海上监测平台，包括悬浮基座100，悬浮基座100包括浮力管130、平台骨架120和平台甲板110，平台骨架120设置在平台甲板下110下，浮力管130贯穿设置于平台骨架120下部，浮力管130、平台骨架120和平台甲板110均采用pe材料制成，具有很好的
耐腐蚀性和抗冲击能力；浮力管130为悬浮基座100提供浮力，平台骨架120的骨架结构在减少整体重量的同时能够为悬浮基座100提供很好的强度，平台甲板110作为支撑，能够在上方安装各种监测设备装置。
70.具体的，悬浮基座100的形状为可以为正方形，圆形或长方形的任意一种，可以根据安装的设备的数量和实际情况具体设定。
71.如图2和图4所示，在本实施例中，悬浮基座100的平台甲板110上安装有桅杆平台架210，和水下监测井330桅杆平台架210设置在平台甲板110上，并且桅杆平台架210设置在平台甲板110的中心，水下监测井330为通过在平台甲板110上开口并从平台甲板110上伸入到海水中的竖井结构，并且水下监测井330设置四组且均匀分布在桅杆平台架210四周；桅杆平台架210上设置有海上监测装置220，海上监测装置220设置有气象传感系统或视频监视系统的一种或组合，可以监测海上的气象情况或者通过视频监视系统对海上情况进行实时可视化监测。
72.水下监测井330上设置有海中监测装置300，如图5所示，海中监测装置300包括用于安装各种设备的固定框架310，本实施例中固定框架310包括拼接而成的两部分，工作框架和设备框架，工作框架至少设置两层区域，本实施例中设置了两层区域，下层为安装电池设备箱的供电区域，上层为供工作人员活动的工作区域，由于需要人工对水下观测井和海中监测设备进行操作，所以设置工作区域为工作人员提供空间进行操作，且工作区域的框架上中设置有支架，用于安装起吊装置，电池设备箱上设置有井盖结构，平台日常工作时关闭密封，当需要对海中监测设备进行维护时，打开井盖结构，并在支架上架设起吊装置，将水下数据链和海中监测设备吊起；设备框架中采用侧开口方式，不需要人工进入进行设备操作，设备框架中设置有数据采集设备箱320，数据采集设备箱320悬空设置，防止海水长期接触侵蚀其中的电路，电池设备箱中设置有数据采集设备和蓄电池，数据采集设备通过伸入水下观测井330的水下数据链与海中监测设备连接，对海中监测设备的数据进行控制采集，海中监测设备可以根据监测需求安装，可以包括水质监测器、水下摄像机、海水温度传感器或adcp的一种或组合，或者其他监测设备；海中监测设备可以通过水中数据链连接悬浮在海中或者设置一种海底鱼礁，在海底鱼礁上设置监测设备如水中摄像机和adcp，通过水中数据链连接，将采集到的数据传输到数据采集设备中；固定框架310顶部设置有太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池连接，能够自行进行太阳能发电，提高平台的运作周期，减少维护成本。
73.悬浮基座100上还设置有数据综合装置400，数据综合装置400与海中监测装置300中的数据采集设备通过数据线路连接，还与海上监测装置220通过数据线路连接，数据综合装置用于将各监测装置中采集到的数据进行存储和处理，数据综合装置通过框架悬空设置，防止长期接触海水受潮腐蚀，框架上设置有太阳能电池板，数据综合装置400中设置有蓄电池，太阳能电池板将太阳能转化为电能存储在蓄电池中，蓄电池为数据综合装置400的正常运行提供电能。
74.海上监测装置220还设置有通讯系统，通讯系统包括微波通讯模块、cdma通讯模块、4g通讯模块、5g通讯模块或北斗通讯模块，根据传输的数据的最大所需带宽决定选择通信模块，通讯系统还包括通讯模块对应的天线。通讯系统与数据综合装置400通过数据线路连接，将数据综合装置400存储和处理的数据传输给远端的工作人员。
75.如图3所示，悬浮基座100下设置有基座平衡装置500和基座固定装置600，基座平衡装置500包括系泊固定点510、固定链520和平衡体530，系泊固定点510安装在浮力管130上，固定链520一端与浮力管130或系泊固定点510连接，本实施例中采用的为与系泊固定点510直接连接，另一端与平衡体530连接，平衡体530为重物，固定链520和平衡体530通过重力作用沉于海中，通过在浮力管130上均匀设置多个基座平衡装置500来使悬浮基座100在海面上保持平衡，防止平面出现倾斜或侧翻。
76.基座固定装置600包括浮式固定锚系610、固定连接缆620和平台固定礁体630，平台固定礁体630为重数顿的固定鱼礁，沉于海底，通过固定连接缆620与系泊固定点510连接，固定连接缆620上设有多个浮式固定锚系610，可以通过调节装置调节其在固定连接缆620上的位置以及个数，浮式固定锚系610能够浮于海面上，通过浮式固定锚系610的浮力作用，使固定连接缆610一部分浮于海面上，另一部分垂直沉入海中，浮于海面上的固定连接缆620上的浮式固定锚系610的数量多于沉入海中的固定连接缆620上的浮式固定锚系610的数量，使固定连接缆620呈“l”形；所述固定连接缆620上还设置有浮式固定桶，一根固定连接缆620上设置有两个浮式固定桶，浮式固定桶分别设置在固定连接缆620“l”型弯折处两端。固定连接缆620在浮力管130上对称或均匀设置，固定连接缆620可以直接设置在浮力管130上也可以设置在基座稳定装置600的系泊固定点上510，通过平台固定礁体630的重力和浮式固定锚系610的浮力作用对平台上从各个方向均匀的进行牵制，使平台能够固定在海面上，防止台风、海浪以及海水流动使平台产生位移。
77.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。