CN108337052A - 一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，属于海洋监测技术领域，包括：通信报警浮标、支座、熔断丝及数据传输舱；所述通信报警浮标用于与外部的卫星通信，其端部设有两个熔断接线柱和第一光通信窗；所述数据传输舱用于与外部的水下潜标平台的控制中心进行信号传输，其端部设有第二光通信窗；熔断丝一端固定在数据传输舱的端部，另一端与通信报警浮标中的与电源模块正极连接的熔断接线柱连接；所述第一光通信窗和第二光通信窗相对，实现光信号的通信；本发明可以实现与水下潜标平台的数据传输及与卫星的通信，它具有结构紧凑、体积小、便于安装、通信释放可靠及成本低的特点。
Description
技术领域
本发明属于海洋监测技术领域，具体涉及一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置。
背景技术
浮标、潜标是海洋最主要的观测设备，能观测海洋动力及海洋水文等要素。由于浮标的主体部分暴露在海面，不可避免的会遭到海面风浪或人为的破坏。潜标主浮体布设在水下一定深度，可以在恶劣海况条件下长期、隐蔽地对海洋动力要素进行立体综合监测。
但目前潜标装置大多为自容潜标，需等到回收后才能获得测量数据，获得数据的实效性不足。还有一些潜标装置采用电缆将浮标释放到水面进行数据传输的通信模式，浮标体积较大，受到海面风浪等环境影响很大，容易遭到损坏，并且浮标释放装置结构复杂，不便于安装，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，可以实现与水下潜标平台的数据传输及与卫星的通信，它具有结构紧凑、体积小、便于安装、通信释放可靠及成本低的特点。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，包括：通信报警浮标、支座、熔断丝及数据传输舱；
所述通信报警浮标用于与外部的卫星通信，其内部设有卫星通信终端、控制单元及电源模块；端部设有两个熔断接线柱和第一光通信窗；两个熔断接线柱分别与电源模块的正、负极连接，控制单元用于控制熔断接线柱与电源模块的接通或断开，及卫星通信终端的信号发射；
所述数据传输舱用于与外部的水下潜标平台的控制中心进行信号传输，其内部设有数据传输控制板，端部设有第二光通信窗；
所述支座上设有用于安装熔断丝的凹槽及与所述凹槽不相通的轴向通孔；
整体连接关系如下：支座的一端固定在数据传输舱的端部，熔断丝位于支座的凹槽中，其一端通过固定装置固定在数据传输舱的端部，另一端通过连接装置与通信报警浮标中的与电源模块正极连接的熔断接线柱连接；通信报警浮标的端部与支座的另一端端面相接触，但不连接；支座的轴向通孔一端与通信报警浮标的第一光通信窗相对，另一端与数据传输舱的第二光通信窗相对，使得第一光通信窗和第二光通信窗相对，实现光信号的通信；
当水下潜标平台与数据传输舱进行数据传输时，控制单元控制熔断接线柱与电源模块断开，不释放通信报警浮标；数据传输舱接收到水下潜标平台的数据信息后，通过第二光通信窗和第一光通信窗传输给通信报警浮标的控制单元；
当通信报警浮标与卫星进行通信时，控制单元控制熔断接线柱与电源模块接通，电源模块的正、负极通过海水与熔断丝形成回路，熔断丝在电化学腐蚀的作用下熔断，释放通信报警浮标。
进一步的，所述通信报警浮标还包括：头罩、支撑架、耐压壳体、底盖及隔离座；
所述控制单元包括：卫星通信模块和通信控制板；
头罩和底盖分别固定在耐压壳体的两端使其形成封闭壳体；
第一光通信窗和隔离座安装在底盖上，两个熔断接线柱安装在隔离座上；其中，隔离座位于底盖的中部，两个熔断接线柱均位于所述封闭壳体外部；
电源模块位于底盖所在端，使通信报警浮标漂浮在水面上时，其重心位置低于浮心位置，使其能够保持竖直状态；
卫星通信终端通过支撑架与封闭壳体内的安装板连接，卫星通信终端位于头罩所在端；卫星通信模块和通信控制板位于支撑架与电源模块之间；
通信控制板的输入端与第一光通信窗内设有的电路板电性连接，其输出端与卫星通信模块的输入端电性连接，卫星通信模块的输出端与卫星通信终端电性连接。
进一步的，所述熔断丝一端的固定装置包括：夹紧块和夹座；另一端的连接装置包括：外螺套、内螺套和螺柱；
熔断丝的一端通过夹紧块固定在夹座上；熔断丝的另一端穿过螺柱的中心孔后，留有设定长度用于压紧；内螺套为一端开口、一端封闭的圆套，通过螺纹连接在螺柱的外圆周面，且其封闭端压紧在螺柱的端面，并将留有的设定长度的熔断丝压紧；外螺套为一端开口、一端封闭的圆套，其封闭端端面加工有用于穿过熔断丝的中心孔，内螺套安装在外螺套内部，并通过外螺套的封闭端端面实现对内螺套的轴向限位，外螺套的开口端加工有内螺纹，用于连接通信报警浮标。
进一步的，所述数据传输舱还包括：端盖、耐压壳体及水密接插件；
耐压壳体为一端开口的壳体，端盖固定在耐压壳体的开口端，并将其封闭；第二光通信窗安装在端盖上；数据传输控制板安装在耐压壳体内部，水密接插件安装在耐压壳体上，并与数据传输控制板的输入端电性连接，数据传输控制板的输出端与第二光通信窗内设有的电路板电性连接。
进一步的，所述隔离座采用聚甲醛材料。
进一步的，所述熔断接线柱采用不锈钢材料。
进一步的，所述熔断丝及其两端的固定装置和连接装置均采用不锈钢材料。
进一步的，所述熔断丝的直径为0.8mm。
进一步的，所述第一光通信窗和第二光通信窗均采用钢化K9光学玻璃。
有益效果：本发明通过采用熔断丝在电化学腐蚀的作用下能够在较短时间内熔断的方式，实现通信报警浮标的释放；并通过采用第一光通信窗和第二光通信窗的光通信的方式，实现通信报警浮标和数据传输舱无电缆式的数据传输，以便于后续通信报警浮标的释放；具有结构紧凑、体积小、便于安装、通信释放可靠及成本低的特点，在海洋监测和海洋军事方面具有极大的应用价值。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为本发明的通信报警浮标的结构组成示意图。
图3为本发明的熔断丝组件的结构组成示意图。
图4为本发明的数据传输舱的结构组成示意图。
其中，1—通信报警浮标、2—支座、3—熔断丝组件、4—数据传输舱、5—头罩、6—卫星通信终端、7—支撑架、8—耐压壳体、9—卫星通信模块、10—通信控制板、11—电源模块、12—底盖、13—第一光通信窗、14—隔离座、15—熔断接线柱、16—外螺套、17—内螺套、18—螺柱、19—熔断丝、20—夹紧块、21—夹座、22—端盖、23—气密螺钉、24—第二光通信窗、25—数据传输控制板、26—耐压壳体、27—水密接插件。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，参见附图1，包括：通信报警浮标1、支座2、熔断丝组件3及数据传输舱4；
参见附图2，所述通信报警浮标1包括：头罩5、卫星通信终端6、支撑架7、耐压壳体8、卫星通信模块9、通信控制板10、电源模块11、底盖12、第一光通信窗13、隔离座14及熔断接线柱15；
头罩5和底盖12分别固定在耐压壳体8的两端使其形成封闭壳体；底盖12上安装有第一光通信窗13和隔离座14，隔离座14上还安装有两个熔断接线柱15；其中，隔离座14位于底盖12的中部，两个熔断接线柱15均位于所述封闭壳体外部；电源模块11、卫星通信终端6、支撑架7、卫星通信模块9和通信控制板10均安装在封闭壳体内部，其中，电源模块11位于底盖12所在端，能够使通信报警浮标1漂浮在水面上时，其重心位置低于浮心位置，使其能够保持竖直状态，以保证其通信效果，电源模块11用于给通信控制板10供电；卫星通信终端6通过支撑架7与封闭壳体内的安装板连接，卫星通信终端6位于头罩5所在端；卫星通信模块9和通信控制板10位于支撑架7与电源模块11之间；两个熔断接线柱15分别与电源模块11的正、负极相连，并通过通信控制板10控制两个熔断接线柱15是否与电源模块11的正、负极接通；其中，当不释放通信报警浮标1的时候，两个熔断接线柱15与电源模块11的正、负极均不接通，释放通信报警浮标1时，两个熔断接线柱15与电源模块11的正、负极均接通；通信控制板10的输入端与第一光通信窗13内设有的电路板电性连接，其输出端与卫星通信模块9的输入端电性连接，卫星通信模块9的输出端与卫星通信终端6电性连接；
参见附图3，所述熔断丝组件3包括：外螺套16、内螺套17、螺柱18、熔断丝19、夹紧块20及夹座21；
熔断丝19的一端通过夹紧块20固定在夹座21上，另一端穿过螺柱18的中心孔后，留有设定长度(如2mm)用于压紧；内螺套17为一端开口、一端封闭的圆套，通过螺纹连接在螺柱18的外圆周面，且其封闭端压紧在螺柱18的端面，并将留有的设定长度的熔断丝19压紧；外螺套16为一端开口、一端封闭的圆套，其封闭端端面加工有用于穿过熔断丝19的中心孔，内螺套17安装在外螺套16内部，并通过外螺套16的封闭端端面实现对内螺套17的轴向限位，外螺套16的开口端加工有内螺纹，用于连接通信报警浮标1；
参见附图4，所述数据传输舱4包括：端盖22、第二光通信窗24、数据传输控制板25、耐压壳体26及水密接插件27；
耐压壳体26为一端开口的壳体，端盖22固定在耐压壳体26的开口端，并将其封闭；端盖22上安装有第二光通信窗24；数据传输控制板25安装在耐压壳体26内部，水密接插件27安装在耐压壳体26上，并与数据传输控制板25的输入端电性连接，数据传输控制板25的输出端与第二光通信窗24内设有的电路板电性连接；
所述支座2的外圆周面上加工有凹槽，便于熔断丝组件3的安装，使熔断丝19与海水充分接触，支座2的两端分别加工有与所述凹槽相通的两个中心孔及与所述凹槽不相通的轴向通孔；
整体连接关系如下：支座2的一端通过螺钉固定在数据传输舱4的端盖22上，熔断丝组件3穿过支座2一端的中心孔后，其夹座21通过气密螺钉23固定在数据传输舱4的端盖22上；通信报警浮标1的两个熔断接线柱15穿过支座2另一端的中心孔后，与电源模块11的正极连接的熔断接线柱15与熔断丝组件3的外螺套16螺纹连接；通信报警浮标1的底盖12与支座2的端面相接触，但不连接；支座2的轴向通孔一端与通信报警浮标1的第一光通信窗13相对，另一端与数据传输舱4的第二光通信窗24相对，第一光通信窗13和第二光通信窗24相对，能够实现光信号的通信；
其中，所述隔离座14采用聚甲醛材料，能够使熔断接线柱15与底盖12隔离，并保持所述封闭壳体的密封良好；
所述熔断接线柱15和熔断丝组件3均采用不锈钢316材料；且熔断丝19的直径为0.8mm；
所述第一光通信窗13和第二光通信窗24均采用钢化K9光学玻璃，既能保证可靠的光信号通信，又具有较高的强度，能够保证水下一定深度的使用要求。
工作原理：将本发明的潜标整体安装在水下潜标平台上，通过数据传输舱4上的水密接插件27及与其连接的水密电缆与水下潜标平台的控制中心连接；水下潜标平台的控制中心将所搭载仪器采集的数据通过水密电缆发送到数据传输舱4的数据传输控制板25，数据传输控制板25将所述数据转化为光信号后，通过第二光通信窗24发送到通信报警浮标1的第一光通信窗13；其中，所述光信号为红外线信号；通信控制板10接收第一光通信窗13的红外线信号后，发送给卫星通信模块9，通过控制卫星通信模块9进而控制卫星通信终端6的信号发射，卫星通信终端6将来自水下潜标平台所搭载仪器采集的数据发送给外部的控制基地；
当通信报警浮标1达到需要释放的预定时间后，水下潜标平台的控制中心给通信报警浮标1发送释放信号，所述释放信号依次从水下潜标平台的控制中心、数据传输控制板25、第二光通信窗24、第一光通信窗13传输给通信控制板10后，通信控制板10控制电源模块11的正、负极与两个熔断接线柱15接通；由于电源模块11的正极和负极通过海水与熔断丝19形成回路，熔断丝19在电化学腐蚀的作用下在较短时间内熔断，释放通信报警浮标1；通信报警浮标1在其正浮力作用下上浮至水面进行通信，通过卫星通信终端6完成数据的发送。
当多个本发明的通信传输装置安装在水下潜标平台上，并按设定时间间隔释放多个通信报警浮标1，能够实现水下潜标平台将海洋水文要素的长期、定时传输给外部的控制基地。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，包括：通信报警浮标(1)、支座(2)、熔断丝(19)及数据传输舱(4)；
所述通信报警浮标(1)用于与外部的卫星通信，其内部设有卫星通信终端(6)、控制单元及电源模块(11)；端部设有两个熔断接线柱(15)和第一光通信窗(13)；两个熔断接线柱(15)分别与电源模块(11)的正、负极连接，控制单元用于控制熔断接线柱(15)与电源模块(11)的接通或断开，及卫星通信终端(6)的信号发射；
所述数据传输舱(4)用于与外部的水下潜标平台的控制中心进行信号传输，其内部设有数据传输控制板(25)，端部设有第二光通信窗(24)；
所述支座(2)上设有用于安装熔断丝(19)的凹槽及与所述凹槽不相通的轴向通孔；
整体连接关系如下：支座(2)的一端固定在数据传输舱(4)的端部，熔断丝(19)位于支座(2)的凹槽中，其一端通过固定装置固定在数据传输舱(4)的端部，另一端通过连接装置与通信报警浮标(1)中的与电源模块(11)正极连接的熔断接线柱(15)连接；通信报警浮标(1)的端部与支座(2)的另一端端面相接触，但不连接；支座(2)的轴向通孔一端与通信报警浮标(1)的第一光通信窗(13)相对，另一端与数据传输舱(4)的第二光通信窗(24)相对，使得第一光通信窗(13)和第二光通信窗(24)相对，实现光信号的通信；
当水下潜标平台与数据传输舱(4)进行数据传输时，控制单元控制熔断接线柱(15)与电源模块(11)断开，不释放通信报警浮标(1)；数据传输舱(4)接收到水下潜标平台的数据信息后，通过第二光通信窗(24)和第一光通信窗(13)传输给通信报警浮标(1)的控制单元；
当通信报警浮标(1)与卫星进行通信时，控制单元控制熔断接线柱(15)与电源模块(11)接通，电源模块(11)的正、负极通过海水与熔断丝(19)形成回路，熔断丝(19)在电化学腐蚀的作用下熔断，释放通信报警浮标(1)。
2.如权利要求1所述的一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，所述通信报警浮标(1)还包括：头罩(5)、支撑架(7)、耐压壳体(8)、底盖(12)及隔离座(14)；
所述控制单元包括：卫星通信模块(9)和通信控制板(10)；
头罩(5)和底盖(12)分别固定在耐压壳体(8)的两端使其形成封闭壳体；
第一光通信窗(13)和隔离座(14)安装在底盖(12)上，两个熔断接线柱(15)安装在隔离座(14)上；其中，隔离座(14)位于底盖(12)的中部，两个熔断接线柱(15)均位于所述封闭壳体外部；
电源模块(11)位于底盖(12)所在端，使通信报警浮标(1)漂浮在水面上时，其重心位置低于浮心位置，使其能够保持竖直状态；
卫星通信终端(6)通过支撑架(7)与封闭壳体内的安装板连接，卫星通信终端(6)位于头罩(5)所在端；卫星通信模块(9)和通信控制板(10)位于支撑架(7)与电源模块(11)之间；
通信控制板(10)的输入端与第一光通信窗(13)内设有的电路板电性连接，其输出端与卫星通信模块(9)的输入端电性连接，卫星通信模块(9)的输出端与卫星通信终端(6)电性连接。
3.如权利要求1所述的一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，所述熔断丝(19)一端的固定装置包括：夹紧块(20)和夹座(21)；另一端的连接装置包括：外螺套(16)、内螺套(17)和螺柱(18)；
熔断丝(19)的一端通过夹紧块(20)固定在夹座(21)上；熔断丝(19)的另一端穿过螺柱(18)的中心孔后，留有设定长度用于压紧；内螺套(17)为一端开口、一端封闭的圆套，通过螺纹连接在螺柱(18)的外圆周面，且其封闭端压紧在螺柱(18)的端面，并将留有的设定长度的熔断丝(19)压紧；外螺套(16)为一端开口、一端封闭的圆套，其封闭端端面加工有用于穿过熔断丝(19)的中心孔，内螺套(17)安装在外螺套(16)内部，并通过外螺套(16)的封闭端端面实现对内螺套(17)的轴向限位，外螺套(16)的开口端加工有内螺纹，用于连接通信报警浮标(1)。
4.如权利要求1所述的一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，所述数据传输舱(4)还包括：端盖(22)、耐压壳体(26)及水密接插件(27)；
耐压壳体(26)为一端开口的壳体，端盖(22)固定在耐压壳体(26)的开口端，并将其封闭；第二光通信窗(24)安装在端盖(22)上；数据传输控制板(25)安装在耐压壳体(26)内部，水密接插件(27)安装在耐压壳体(26)上，并与数据传输控制板(25)的输入端电性连接，数据传输控制板(25)的输出端与第二光通信窗(24)内设有的电路板电性连接。
5.如权利要求2所述的一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，所述隔离座(14)采用聚甲醛材料。
6.如权利要求2所述的一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，所述熔断接线柱(15)采用不锈钢材料。
7.如权利要求1或3所述的一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，所述熔断丝(19)及其两端的固定装置和连接装置均采用不锈钢材料。
8.如权利要求1所述的一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，所述熔断丝(19)的直径为0.8mm。
9.如权利要求1所述的一种使用光通信且具有熔断释放功能的通信传输装置，其特征在于，所述第一光通信窗(13)和第二光通信窗(24)均采用钢化K9光学玻璃。
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