[發明專利]一種深海潛標無線實時化系統

有效

• 申請號: 201711473827.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108008145B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 汪嘉寧;張祥光;王凡
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24;G08C17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種深海潛標無線實時化系統，其特征在于：包括水面浮標系統、以及通過線纜與其連接的水下觀測系統；

所述水下觀測系統包括水下系統不銹鋼保護裝置(112)、主浮球(115)、聲學多普勒流速測量儀(114、116)、水下聲學單元(113)、水下聲學單元電池艙(117)和重力錨(119)；所述不銹鋼保護裝置(112)頂端與水面浮標系統連接，中部嵌有主浮球(115)，尾部與重力錨(119)連接；不銹鋼保護裝置(112)內設有水下聲學單元(113)、聲學多普勒流速測量儀(114、116)和水下聲學單元電池艙(117)；

所述水面浮標系統包括主體支撐單元(5)、儀器艙(1)、浮體(2)、供電單元(3)和換能器(4)，所述儀器艙(1)、供電單元(3)和換能器(4)均設置于所述主體支撐單元(5)中，并且在所述儀器艙(1)上分別設有換能器連接端和供電單元連接端，所述主體支撐單元(5)包括上框架和下框架，其中所述上框架呈多面體形狀，并且在所述上框架的每個側面均安裝有浮體(2)，在所述下框架內設有換能器(4)；

所述儀器艙(1)設置于所述上框架中，且所述儀器艙(1)設有天線的一端伸出至所述上框架外；換能器連接端和供電單元連接端分別與換能器(4)、供電單元(3)連接；

所述主體支撐單元(5)在所述上框架和下框架之間設有中框架，所述供電單元(3)設置于所述中框架內；

所述下框架上側設有流體擋板(6)，所述下框架內的換能器(4)安裝在所述流體擋板(6)上；

所述流體擋板(6)上設有若干用于固定換能器的孔，還設有多個用于水通過的孔；所述用于固定換能器的孔以流體擋板(6)的中心為中心對稱分布；

所述儀器艙(1)包括耐壓艙體(12)以及設于其內部的銥星通訊模塊(8)、單片機(9)、存儲單元(10)、ARM(15)和DSP(16)，和設于耐壓艙體(12)上的銥星天線(7)、底部換能器連接端(11)、底部電源輸入端(13)；

ARM(15)與DSP(16)、單片機(9)、存儲單元(10)、銥星通訊模塊(8)連接，銥星通訊模塊(8)與銥星天線(7)連接；DSP(16)通過底部換能器連接端(11)與換能器(4)連接；單片機(9)通過底部電源輸入端(13)與供電單元的電源輸出端口(21)連接。

2.根據權利要求1所述的一種深海潛標無線實時化系統，其特征在于所述不銹鋼保護裝置(112)頂端設有第一轉環(111)，第一轉環(111)通過線纜與水面浮標系統連接；不銹鋼保護裝置(112)尾部設有第二轉環(118)，第二轉環(118)通過線纜與重力錨(119)連接。

3.根據權利要求1所述的一種深海潛標無線實時化系統，其特征在于所述不銹鋼保護裝置(112)內設有兩臺聲學多普勒流速測量儀(114、116)，兩臺聲學多普勒流速測量儀(114和116)通過支架連接，且分別設于主浮球(115)兩側。

4.根據權利要求1所述的一種深海潛標無線實時化系統，其特征在于所述線纜為kevlar線纜。

5.根據權利要求1所述的一種深海潛標無線實時化系統，其特征在于所述供電單元包括供電單元儀器艙(24)及其內部的密封艙蓋(22)、密封圈(23)、內部電池組(25)、內部填充物質(26)、過電保護芯片(28)，和設于密封艙蓋(22)上的電源輸出端口(21)；

供電單元儀器艙(24)內設有內部電池組(25)，內部電池組(25)與供電單元儀器艙(24)之間填有內部填充物質(26)；供電單元儀器艙(24)上部設有密封艙蓋(22)，密封艙蓋(22)上套設密封圈(23)；內部電池組(25)通過過電保護芯片(28)與電源輸出端口(21)連接；電源輸出端口(21)與儀器艙的底部電源輸入端(13)連接端。

6.根據權利要求1所述的一種深海潛標無線實時化系統，其特征在于還包括衛星通訊系統、地面接收系統；所述衛星通訊系統分別與深海潛標無線實時化系統和地面接收系統通過電磁波通信。

7.一種采用權利要求1～6任一項所述深海潛標無線實時化水面浮標系統的實現方法，其特征在于包括以下步驟：

單片機定時觸發ARM(15)開啟，并通過ARM(15)控制DSP(16)開始工作；

ARM(15)通過控制單片機自動切換為使用供電單元電源輸入；供電單元通過底部電源輸入端(13)給儀器艙(1)供電；

DSP(16)對底部換能器(4)接收到的聲學多普勒流速測量儀聲學信號進行解調和聲電轉換，得到聲波的數字信號，隨后經由ARM(15)傳輸給銥星通訊模塊(8)，最后通過銥星天線(7)傳輸至岸基數據中心；DSP(16)將聲波的數字信號存儲在本地存儲單元(10)；

單片機控制銥星通訊模塊(8)、ARM(15)、DSP(16)休眠，并等待下一個采樣周期的到來。