《吴可佳--外文翻译》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吴可佳--外文翻译（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海海洋大学2012届毕业设计外文翻译The Next Generation Ocean Observing Buoy in Support of NASA s第 1 页 共 15 页译文：支持美国航天局地球科学事业的下一代海洋观测浮标简介伍兹霍尔海洋研究所与杰克逊和图尔正在开发一款改良版的支持美国航天局地球科学事业的系船测定浮标系统。此项新型设计运用了伍兹霍尔海洋研究所在浮标、系泊、传感系统方面的海洋经验，并结合了杰克逊和图尔在航空遥测和计算机系统方面的专长。浮标系统包括一整套气象传感器、水温、传导性（盐度） 、生物光学传感器和辐射计在不同深度的性能，以及应用于海流的声学多普勒海流剖面仪。此
2、系统可以对海洋科学研究在全世界范围内的陆架区域进行部署调配，包括海洋水色卫星地面真实性验证。它将新一代近地轨道通信卫星（LEO ）应用于两方面，高通量指挥控制和数据遥测。1. 浮标结构这些美国航空局浮标系统由钢和一个铝制的泡沫浮圈制成。钢，用于低成本和简单的结构建造，它们被热镀锌，并且为了防止腐蚀而被涂层。一些旧的钢护浮标（潜水式有塔状物的网状浮子）在20 年后仍然还在使用，所以其使用寿命不是问题。而且，基底用重钢棒线材制成可以减少同铝制浮标一样必须要增加锌制或铅制重物来进行压载。浮标塔由6061-T6 铝材制成，因为这种材料轻，塑料垫圈可以使钢基底与电隔离。安装在塔上的有一个雷达反射器、闪光
3、灯式海洋监视巡防、遥测天线、气象传感器、太阳能电池板和一个阿尔戈斯定位信标天线。太阳能电板可以通过摆动从而进入到浮标中心的仪表井。这个井直径24”深45”为电池、太阳能电池板调节器、电力输送系统、数据处理和储存系统、遥测系统和后备阿尔戈斯定位信标提供了足够的空间。可以从其顶部的一个开口进入到浮标的水密电子井。较大直径可以允许一个人侧身进入到井中以对其底部的电池进行作业。为了简易维修而装配电子器件一直以来都是一个问题。在类似但是较小的GLOBEC（ GLOBEC）浮标中，电池和电子器件被拧在电子井每一面的栏杆上。俯身在小井中对这些器件进行作业的确很困难。在这个新型的浮标中，电子器件安装在支架上，
4、支架可以由焊接在井内部的四个分开的导管进行滑动。每个导管顶部的硬橡胶“弹簧”和销钉将支架固定住。将电子器件和电池从浮标中拿出进行外部维修仍旧是个难题。上海海洋大学2012届毕业设计外文翻译The Next Generation Ocean Observing Buoy in Support of NASA s第 2 页 共 15 页新型浮标系统经历了伍兹霍尔海洋研究所的各项测试。泡沫浮圈是基本的浮标外体。塔顶部装有一个尽可能远离彼此的卫星接收天线（左边）和传输天线（左边）。2浮圈Surlyn泡沫浮圈（ Gilman 公司）为浮标提供浮力支持。GLOBEC 浮标由约2000 磅有效载荷的储备浮力
5、制成。最初的设计目的是使浮标漂浮在锚上，不会有被拖下去和下沉的风险。有一个防护浮标，它具有由下沉的铁链系泊住的一个较小泡沫圈。当拖动其他设备时我们将其恢复到正常状态。泡沫受到挤压，但是它逐渐伸展到近乎于原来的大小。泡沫浮子在水下因捕鱼活动而被拉伸到非常远时它就无法使用了。目前的泡沫浮子可以使漂浮防止被拉到失去浮力和沉物的点之下。对于较重的有效载荷来说，较大直径的泡沫圈易于代替现有的泡沫圈以提供增加的浮力。为了减少浮标在海浪波场的倾斜运动，泡沫的下部有两舷分割开，这样浮圈底部近乎于一个半球。所以，波浪会给浮标带来较少的倾斜时刻，而且弹力细绳可以为科学观测提供一个更稳定的平台。黄色颜料组成的Sur
6、lyn泡沫表示研究浮标但其不助于导航。在黄色浮标部署在乔治海岸的过去四年中，这些黄色浮标仅有轻微的褪色，但是其色彩的保持度比那些着色的钢浮标要好很多。这种泡沫证明很可靠，尽管它显示出有被撞击和冲击的痕迹，但是其大体真正的使用性能并未有受到破坏。其抗撞击的能力比钢浮标要强的多，钢浮标会碎裂然后生锈。泡沫浮圈也更容易处理因为它可以紧贴在船上而且在恢复线连接时不会对浮标或船只造成任何损坏。令人惊讶的是，泡沫也减少了对浮标的维护工作，因为它并不像钢防护浮标一样易于脏污。浮标用高压清洗机易于清洗，而且使用前在水线下用标准的防污染漆易于着色。我们基本不需要做其他任何日常维护。另一方面，钢浮标需要刮擦、涂底
7、漆、以及在每次使用上海海洋大学2012届毕业设计外文翻译The Next Generation Ocean Observing Buoy in Support of NASA s第 3 页 共 15 页时进行定期上漆着色。3太阳能发电系统浮标数据，遥感系统和传感器均由太阳能发电系统提供动力。四个Solarex 64 瓦特太能能电池板通过专业概念公司生产的分路开关调节器来装载两个Concord 电池公司生产的安时可充电密封胶体干电池。二极管网络将电池连接到数据系统和传感器以防因放电导致一部分系统的瘫痪。所以，两个单独的电力系统有一块电池和两个太阳能电池板，每个太阳能电池板为浮标系统提供动力。这种
8、冗余在过去并未有证明其是必要的，但是增加了可靠性。早期浮标的太阳能发电系统使用了四种10 瓦特装有两个40 安时Powersonic 胶体干电池的Solarex电池板。这种配置在缅因湾和马萨诸塞湾相当适用。GLOBEC 科学浮标使用四个20 瓦特Solarex或西门子电池板以安装三个Powersonic40安时胶体干电池。GLOBEC 防护浮标使用两个10瓦特 Solarex电池板以安装一个单40 安时胶体干电池。实践证明这些系统可靠有效，除了设备故障引起强流流失，并为设备提供令人满意的动力。我们使用10 瓦特 Solarex电池板 15 年之久，而且至今它们看来仍崭新如昨仍在有效工作。早期钢
9、浮标太阳能电池板安装在近水45角度处。设计理念是让波浪可以冲洗掉因鸟儿停留在浮标上对太阳能电池板产生的脏污。对于额外电力的要求可以通过添加安装高于塔的太阳能电池板来实现，而且它们没有观察不到的脏污。所以，GLOBEC 太阳能电池板安装在如建议的用于地面应用的纬度正10之处。在测试中显示水中光的反射使得这个角度未有像之前想象的那么重要。新浮标中的配置使得电池板与塔稍微调整具有一定角度，电池板受到塔端的圆圈和塔底的Surlyn泡沫浮标保护。我们还没有遇到过太阳能电池板破损的现象除了在恢复时它受到船只突出部分的撞击（在使用浮标的10 年中有 2 块电池板损坏） 。太阳能电池板阵列传输电力给电池系统，
10、然后电池系统传送电力到浮标系统，这一过程是很难计算的。 包围在浮标周围的四个电池板确保至少有一块电池板受到太阳的直射，至少一块在阴暗处。若在上午晴朗无云的天气条件下，太阳与一块电板平齐，这块电池板传送3.5 安培电至一块胶体干电池中。电池板制造商在电池板的说明书上标明了最大极限装载电流为3.7 安培，所以我们做的不算太过分。与太阳成90角的两块电池板每块提供1.0 安培电流，在阴暗处的电池板提供0.75 安培。所以，“256 瓦特”太阳能电池板阵列实际上可以给电池供给80 瓦特电力。那时候，太阳能电池板传送42 安时（约550 瓦小时）到电池中。这些数据需要通过太阳角度和白昼时间来进行核算。同
11、时，在较冷天气下，太阳能电池板和电池会表现出较低的效率。调节器对防止胶体干电池的过量充电非常必要。如果充电过量它们会释放氢气，在浮标井中会形成一个易爆炸的环境。我们也安装了一个催化室将氢气和浮标中的所有氧气转化为水，水最终由干燥剂吸收掉。在电池上有一个穿过阻流二极管的电压降，这样仪表上显示的能量仅移动了低于电池电压的1/3 伏。温度不足和电池效能低的原因是我们通常设计电力系统的两个安全因素的其中之一，并且系统已提供了必要的电力。上海海洋大学2012届毕业设计外文翻译The Next Generation Ocean Observing Buoy in Support of NASA s第 4
12、页 共 15 页新系统有一个另外的问题因为计算机在被不断的提供电力，而且额外的电路为了进行诊断而在一直工作，这样太阳能系统只能在有少量云的长夏季月份中保持不衰退。内部电力控制时钟承受认可过去成功被使用过的PC/104 系统，这项功能将在不久的将来也会添加到此系统中。4系泊系泊是浮标和锚之间一个紧拉的彼此顺应的连接。在潜水区域（深度40-100 米） ，这个系泊必须承受大于6 米因海浪和潮水产生的浮标起伏漂移震荡，以及由于电流产生的水平位移。这就有了符合弹性系泊成分的可能。四到六分之一英寸直径的NATASYN 橡胶弹性成分（由浮标技术公司完成和装配而成）形成了系绳。每个成分需被100% 的拉长并
13、且有100 磅的张力，从而引起软弹性反应。选择系绳的长度是为了给某些特定使用情况提供足够的伸展拉力。在恶劣的天气和高电流情况下弹性往往超过100% 。从 GLOBEC 弹性系绳子中获得的正面经验被用来开发美国宇航局浮标的弹性系泊。在浅水区部署使用此系统的结构配置图系绳比链条系泊或缆绳系泊操作的张力水平要低很多。弹性系绳减少了传统系泊的大冲击负载。低张力增加了这些系泊的使用寿命，因为减少了对系泊硬件的磨损，这也反过来在增加使用寿命的同时降低了对硬件重量的要求。部署经历了超过无故障的12 个月。 浮标底部不断的张力为科学观测的改进减少了浮标移动。此系泊的一个新特点是水面浮标与近海底的传感器组件通电
14、连接。弹簧线软线组件（像坚固的电话听筒线）绕着其中一个弹性部件螺旋上升。（弹簧软线组在伍兹霍尔海洋研究所为 SSAR漂流浮标项目开发，此项目为GAMOT 项目的一部分为了测量全球海洋变暖而设立存在。弹簧软线组经过了600 万个拉伸循环实验室测试，以及橡胶弹力管内部的长线部署，均无失败。）它们由一个中心编织重要零件，被大量绝缘 #18AWG 导线盘旋包围的铁心线，和一个厚厚的外部挤压的上海海洋大学2012届毕业设计外文翻译The Next Generation Ocean Observing Buoy in Support of NASA s第 5 页 共 15 页橡胶绝热罩组成。0.7英寸厚的
15、电缆螺旋盘绕着钢心轴，将最初未处理过的橡胶绝热罩蒸压硫化到螺旋的形状。绝热罩提供了扭转弯曲的刚度和回缩。回缩是弹簧软线在去除外部张力之后收缩到其原来形状的一种能力。弹簧软线螺旋盘绕的包装方向沿着橡筋带多个部分交替进行。我们希望进一步的试验表明弹簧软线可以在没有足够长的外管保护的条件下仍可以使用，以从水面为设备提供动力，并且将数据回送到水面平台以进行存储和遥感。5. 连接器所有电子井的穿透均通过位于浮圈的井之上的三个馈入板来完成。每块板有六个连接器，范围从天线同轴连接器到传感器和电力动力的多插头式水下连接器不等。GLOBEC 使用某些传统的橡胶塞填充管将同轴和屏蔽的气象传感器电线带入到电子井中。
16、在6 个月的部署中发生了三次小型泄露事件（数滴），在电子井内部留下了盐的痕迹。由于干燥的氮气和干燥剂，只有在一种情况下会产生破坏，那就是由于“冲洗”带切口的电缆而使得少量的盐水进入到数字转换器接口的传感器连接处。所以，要提供任何水都无法进入到井中的坚实阻碍物，只有使用水下连接器。信号和动力连接器为Brantner and Associates生产的2 （用于每个太阳能电池板）到12 个插头（用于塔上一个单独电子信号调节模块的气象信号）型连接器。水中传感器的信号沿着系泊强力构件而后传送给浮标。它们受保护避免不被标准的橡胶软管和灭火水龙带所戏弄，那里系着电缆来锁住原件并围绕着传感器装备笼。然后电缆穿过Surlyn泡沫的一个洞并且插入插头到浮标井中的穿板式连接器。我们采用的是全水下甚至全水上的设计理念，因为浮标可能拉到水下或有海浪从上面冲刷过去。因此，连接器能够提供可靠的电通路，它们易于连接和断开，并且不会泄露。6数据系统数据系统由PC/104格式部件和一个100兆赫兹的 Intel 80486DX4微处理器组成， 运行的是 Linux操作系统。 Linux, 是一种
