CN108414026A - 温盐深探头及温盐深探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种温盐深探头和温盐深探测系统，其中温盐深探头包括探头水下部分和探头水上部分,探头水下部分和探头水上部分活动连接且存在通信传输；探头水下部分包括压力检测模块，用于检测探头水下部分所处水域位置的压力信号；探头水上部分，接收压力信号并输出。本实施例中的温盐深探头，通过在探头水下部分增设压力检测模块来直接检测探头水下部分所处水域位置的压力信号，再根据水压和深度间的对应关系计算出对应的深度值。因为水压和深度间的对应关系较为恒定，能够确保据此计算出的深度值的准确性。

Description

温盐深探头及温盐深探测系统

技术领域

本发明涉及海洋环境信息监测技术领域，尤其涉及温盐深探头及温盐深探测系统。

背景技术

针对海洋勘探、气象监测、船舶导航、水声测量、水面乃至水下航行器的任务保障等各方面事业的发展，需要加强对海洋相关区域进行及时、精准、长期的海深所对应的温度参数测量，进而获得水文、水声等物理环境参数，为各类导航、探测等设备提供海水深度对应的剖面温度技术参数，以获取海洋中海水剖面的温盐深探测数据。目前最常使用的是“抛弃式温深探测系统XBT”来测量。

“抛弃式温深探测系统XBT”中的温盐深探头为一次性使用器件，可随机在船舶走航的条件下使用。既可在正规海洋调查船上使用，也可在随机商船（志愿船）上使用，具有很高的灵活性。由于成本低、使用灵活，可以在诸多海域使用，因此它也是对浮标、潜标、SUV、AUV等水下探测手段的一种重要补充。但现有的“抛弃式温深探测系统”存在有下述问题：现有的“抛弃式温深探测系统”是按照温盐深探头的下降速度与时间来计算深度值，导致计算得到的深度值误差较大。

然而，现在还没有一种温深探测系统能够克服上述缺陷。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的温盐深探头及温盐深探测系统，方案如下：

本发明实施例提供了一种温盐深探头，包括：探头水下部分和探头水上部分,所述探头水下部分和所述探头水上部分活动连接且存在通信传输；

所述探头水下部分包括压力检测模块，用于检测所述探头水下部分所处水域位置的压力信号；

所述探头水上部分，接收所述压力信号并输出。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述压力检测模块包括：

压力传感器，其信号采集端与所述探头水下部分所处水域接触，用于将所述探头水下部分所处水域的压力转换为第一电信号输出；

压力检测及调整电路，与所述压力传感器的信号输出端连接，用于将所述第一电信号转换为直流电压信号后作为所述压力信号输出；

恒流源电路，输出恒定电流，为所述压力传感器提供基准电压。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述探头水下部分还包括温度检测模块和电导率检测模块；

所述温度检测模块，用于检测所述探头水下部分所处水域位置的温度信号；

所述电导率检测模块，用于检测所述探头水下部分所处水域位置的电导率信号；

所述探头水上部分，接收所述温度信号和所述电导率信号并输出。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述温度检测模块包括：

温度传感器，其信号采集端与所述探头水下部分所处水域接触，用于将所述探头水下部分所处水域的温度转换为第二电信号输出；

温度检测及调整电路，与所述温度传感器的信号输出端连接，用于将所述第二电信号转换为直流电压信号后作为所述温度信号输出；

以及，所述电导率检测模块包括：

电导率传感器，其信号采集端与所述探头水下部分所处水域接触，用于将所述探头水下部分所处水域的电导率转换为第三电信号输出；

电导率检测及调整电路，与所述电导率传感器的信号输出端连接，用于将所述第三电信号转换为直流电压信号后作为所述电导率信号输出；

正弦波产生及功放电路，根据接收的第一控制指令产生正弦波的振荡波形，将所述正弦波的振荡波形经功率放大后作为所述电导率传感器的交流激磁电压。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述探头水下部分还包括：A/D模拟转换模块、第一控制模块和探头端通讯模块；

所述A/D模拟转换模块，其输入端分别与所述压力检测及调整电路和/或所述温度检测及调整电路和/或所述电导率检测及调整电路的输出端连接，将所述压力信号和/或所述温度信号和/或所述电导率信号由模拟量转换成数字量后传输至所述第一控制模块；

所述第一控制模块，与所述A/D模拟转换模块的输出端连接，将转换成数字量的所述压力信号和/或所述温度信号和/或所述电导率信号进行打包处理后，经所述探头端通讯模块传送至远端的上位机；且所述第一控制模块还用于生成所述第一控制指令并发送给所述正弦波产生及功放电路。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述探头端通讯模块还用于接收远端的多种控制指令并输出。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述探头水下部分还包括上电控制模块，用于通过所述探头端通信模块接收远端的上电控制指令，并根据所述上电控制指令给所述温盐深探头上电。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述上电控制模块包括：上电控制电路、开关电路、整流电路、延时转换控制电路、上电/通讯转换控制电路、上电/通讯转换开关；

所述上电控制电路根据所述上电控制指令控制所述开关电路导通；

所述开关电路，其输入端连接所述温盐深探头内设的电源的输出端，其输出端连接所述整流电路的输入端，所述开关电路导通时，所述电源的输出电压经所述整流电路的输出端整流后输出；

所述上电/通讯转换开关，其第一输入端连接所述温盐深探头内设的电源的输出端，其第二输入端连接所述上电/通讯转换控制电路的输出端，所述上电/通讯转换控制电路的输入端与所述延时转换控制电路的控制信号输出端连接；

所述延时转换控制电路在延时至预设时长后，通过其控制信号输出端输出控制指令，控制所述上电/通讯转换控制电路，将所述上电/通讯转换开关转入通讯状态。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述探头水下部分还包括：探头头部外壳、电气控制段外壳、电路板、连接壳、多个尾翼、导流罩、小线轴；

所述压力传感器和/或所述温度传感器和/或所述电导率传感器通过所述探头头部外壳内的支架卡接固定于所述探头头部外壳内部，且所述压力传感器和/或所述温度传感器和/或所述电导率传感器的信号采集端通过所述探头头部外壳对应位置处的开口探出；

所述电路板，其上集成有所述压力检测及调整电路以及所述恒流源电路、和/或所述温度检测及调整电路、和/或所述电导率检测及调整电路以及所述正弦波产生及功放电路、和/或所述A/D模拟转换模块、所述第一控制模块以及所述探头端通讯模块；

所述电气控制段外壳，其前端与所述探头头部外壳相接，其后端与所述连接壳相接，将所述电路板密封防水固定于其内部；

所述多个尾翼，均匀分布固定于所述连接端外表面；

所述导流罩，为环形结构，固定于所述多个尾翼的后端；

所述小线轴，固定于所述电气控制段外壳或者所述连接壳或者所述导流罩上，其上绕制有双芯漆包线，且所述双芯漆包线的一端与所述电路板电连接。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，所述探头水上部分包括外圆筒、大线轴和探头端触点；

所述外圆筒，用于将所述探头水下部分活动连接于其内部；

所述大线轴，内置于所述外圆筒底部，所述绕制于所述小线轴的双芯漆包线的另一端固定于所述大线轴的尾部，并绕制于所述大线轴上；

所述探头端触点，固定于所述大线轴的尾部，并与所述双芯漆包线的另一端电连接。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探头，还包括插销，所述插销包括连接部和锁合部；以及：

每个所述尾翼上设置有第一安装孔；

所述外圆筒上相对设置有两个第二安装孔，以及与至少一个所述第二安装孔配合使用的拆装孔；

所述第一安装孔和所述第二安装孔与所述插销的连接部相匹配，所述拆装孔与所述插销的锁合部相匹配；

所述插销的连接部穿过两个所述第二安装孔、以及任意一个所述尾翼的第一安装孔，所述插销的锁合部卡接入所述拆装孔，将所述探头水上部分活动连接于所述探头水下部分的外圆筒内。

本发明实施例还提供了一种温盐深探测系统，包括：上述温盐深探头、发射装置、数据采集装置、上位机；

所述发射装置，用于发射所述温盐深探头，所述温盐深探头的探头水上部分固定于所述发射装置上，并与所述发射装置通信连接；

所述数据采集装置，与所述发射装置通信连接，通过所述发射装置采集所述温盐深探头检测的所述压力信号和/或所述温度信号和/或所述电导率信号，并传输至所述上位机；

所述上位机，根据所述压力信号获得所述温盐深探头的探头水下部分所处水域的压力值，和/或根据所述温度信号获得所述温盐深探头的探头水下部分所处水域的温度值，和/或根据所述电导率信号获得所述温盐深探头的探头水下部分所处水域的电导率值和盐度值。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探测系统，所述发射装置包括：发射端触点、外引插座和托架；

所述发射端触点与所述温盐深探头的探头端触点对应电连接；

所述外引插座，与所述发射端触点和所述数据采集装置电连接；

所述托架，用于安装固定所述温盐深探头的探头水上部分。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探测系统，所述数据采集装置包括：第二控制模块、探头安装状态检测模块、探头上电控制模块、采集装置端通信模块；

所述第二控制模块，在所述探头水下部分投放前，根据接收到的所述上位机发出的安装状态检测指令，控制所述探头安装状态检测模块通过所述采集装置端通信模块建立与所述温盐深探头间的通信连接，对所述温盐深探头的安装及连接状态进行检测，并根据接收的所述探头安装状态检测模块反馈回的安装检测结果信号判断所述温盐深探头的安装是否到位，并在判断安装到位后发出上电操作指令；

所述探头上电控制模块，接收到所述上电操作指令后，控制所述温盐深探头上电。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探测系统，绕制于所述大线轴和所述小线轴的双芯漆包线用于建立所述探头端通信模块和所述采集装置端通信模块间的信号传输。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探测系统，所述探头安装状态检测模块包括：第一光电隔离电路、第二光电隔离电路、第一开关驱动电路、第一转换开关、差动放大电路、比较电路；

所述第一光电隔离电路，其输入端与所述第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与所述第一开关驱动电路的输入端连接，将从所述第二控制模块接收的切换控制指令经光电隔离处理后传输至所述第一开关驱动电路；

所述第一开关驱动电路，其输出端与所述第一转换开关的控制端连接，根据接收的所述切换控制指令驱动所述第一转换开关在信息接收或者信息发送状态间切换；

所述第一转换开关，与所述双芯漆包线通信连接，其处于信息发送状态时，将所述第二控制模块生成的状态检测信号通过所述双芯漆包线传输至所述温盐深探头，其处于信息接收状态时，通过所述双芯漆包线接收所述温盐深探头收到所述状态检测信号后反馈回的结果信号；

所述第一差动放大电路，其输入端与所述第一转换开关的输出端连接，将所述第一转换开关输出的所述结果信号经放大处理后输出；

所述比较电路，其第一输入端与所述第一差动放大电路的输出端连接，其第二输入端与所述第二控制模块的控制信号输出端连接以获取所述状态检测信号，所述结果信号和所述状态检测信号经所述比较电路比较后输出的信号即为所述安装检测结果信号；

所述第二光电隔离电路，其输入端与所述比较电路的输出端连接，其输出端与所述第二控制模块的信号输入端连接，用于将接收的所述安装检测结果信号经光电隔离处理后传输至所述第二控制模块。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探测系统，所述探头上电控制模块包括：第三光电隔离电路、第四光电隔离电路、第一选通控制电路、第二选通控制电路、第二开关驱动电路、第二转换开关；

所述第三光电隔离电路，其输入端与所述第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与所述第一选通控制电路的输入端连接，将从所述第二控制模块接收的所述上电操作指令经光电隔离处理后传输至所述第一选通控制电路；

所述第四光电隔离电路，其输入端与所述第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与所述第二选通控制电路的输入端连接，将从所述第二控制模块接收的所述上电操作指令经光电隔离处理后传输至所述第二选通控制电路；

所述第一选通控制电路的输出端和所述第二选通控制电路的输出端分别与所述第二开关驱动电路的第一输入端和第二输入端连接，所述第二开关驱动电路的输出端与所述第二转换开关的控制端连接；

所述第一选通控制电路处于选通状态时，所述第二选通控制电路处于非选通状态，此时所述上电操作指令经所述第一选通控制电路传输至所述第二开关驱动电路；当所述第一选通控制电路处于非选通状态时，所述第二选通控制电路处于选通状态，此时所述上电操作指令经所述第二选通控制电路传输至所述第二开关驱动电路；

所述第二开关驱动电路，在其第一输入端接收到所述上电操作指令时，控制所述第二转换开关发出第一上电操作状态指令作为所述上电控制指令，在其第二输入端接收到所述上电操作指令时，控制所述第二转换开关发出第二上电操作指令作为所述上电控制指令；

所述第二转换开关的输出端，与所述温盐深探头的上电控制模块电连接，向所述上电控制模块输出所述上电控制指令，对所述温盐深探头进行双路电源上电控制。

可选地，本发明实施例所述的温盐深探测系统，所述探头上电控制模块还包括：第五光电隔离电路、通讯控制电路、第三开关驱动电路、第三转换开关；

所述第五光电隔离电路，其输入端与所述第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与所述通讯控制电路的输入端连接，将从所述第二控制模块接收的通讯控制信号经光电隔离处理后传输至所述通讯控制电路；所述通讯控制信号在所述上电控制指令发出后延迟发出；

所述通讯控制电路，其输出端与所述第三开关驱动电路的控制端连接，所述第三开关驱动电路的输出端与所述第三转换开关的控制端连接，所述通讯控制电路在收到所述通讯控制信号后，控制所述第三开关驱动电路驱动所述第三转换开关转入通讯连接状态；

所述第三转换开关，与所述采集装置端通信模块电连接，其转入通信连接状态后，控制所述采集装置端通信模块处于信息接收状态，以接收所述探头端通信模块发送的所述压力信号和/或所述温度信号和/或所述传导率信号。

本发明实施例提供了一种温盐深探头和温盐深探测系统，其中温盐深探头包括探头水下部分和探头水上部分,探头水下部分和探头水上部分活动连接且存在通信传输；探头水下部分包括压力检测模块，用于检测探头水下部分所处水域位置的压力信号；探头水上部分，接收压力信号并输出。本实施例中的温盐深探头，通过在探头水下部分增设压力检测模块来直接检测探头水下部分所处水域位置的压力信号，再根据水压和深度间的对应关系计算出对应的深度值。因为水压和深度间的对应关系较为恒定，能够确保据此计算出的深度值的准确性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例1中温盐深探头工作状态示意图；

图2为本发明实施例1中探头水下部分的一个具体实例的电路原理框图；

图3为本发明实施例1中上电控制模块的一个具体实例的电路原理框图；

图4为本发明实施例1中探头水下部分的一个具体实例的结构示意图；

图5为本发明实施例1中传感器在探头头部外壳内的一个具体实例的安装示意图；

图6为本发明实施例1中探头水下部分的一个具体实例的结构示意图；

图7为本发明实施例1中探头水下部分和探头水上部分活动连接后的一个具体实例的结构示意图；

图8为本发明实施例2中温盐深探测系统的一个具体实例的结构示意图；

图9为本发明实施例2中发射装置的一个具体实例的结构示意图；

图10为本发明实施例2中数据采集装置的一个具体实例的电路原理框图；

图11为本发明实施例2中探头安装状态检测模块的一个具体实例的电路原理框图；

图12为本发明实施例2中探头上电控制模块的一个具体实例的电路原理框图；

图13为本发明实施例2中串行通讯转换电路的一个具体实例的电路原理框图；

附图标记

1-温盐深探头；2-发射装置；3-上位机；4-数据采集装置；11-探头水下部分；12-探头水上部分；13-插销；21-发射端触点；22-外引插座；23-托架；111-探头头部外壳；112-电气控制段外壳；113-电路板；114-连接壳；115-尾翼；116-导流罩；117-小线轴；121-外圆筒；122-大线轴；123-探头端触点；1151-第一安装孔；1211-第二安装孔；1212-拆装孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

本实施例提供了一种温盐深探头，包括：探头水下部分和探头水上部分,探头水下部分和探头水上部分活动连接且存在通信传输；

探头水下部分包括压力检测模块，用于检测探头水下部分所处水域位置的压力信号；

探头水上部分，接收压力信号并输出。

图1为本实施例中温盐深探头1的一个应用实例，应用中，探头水下部分11投入监测海域进行水下探测，探头水上部分11和探头水下部分12通过电缆（例如双芯漆包线）有线连接，进行双向信息传输。现有技术中，通常根据温盐深探头的下降速度与时间来计算深度值，而海域的环境是变化多端的，影响下降速度的因素很多，不同环境下，下降速度和时间的对应关系是时刻变化的，这就导致计算得到的深度值误差较大。而本实施例中，通过在探头水下部分增设压力检测模块来直接检测探头水下部分所处水域位置的压力信号，再根据水压和深度间的对应关系计算出对应的深度值。因为水压和深度间的对应关系较为恒定，能够确保据此计算出的深度值的准确性。

如图2所示，本实施例中的温盐深探头，压力检测模块包括：

压力传感器，其信号采集端与探头水下部分所处水域接触，用于将探头水下部分所处水域的压力转换为第一电信号输出；

压力检测及调整电路，与压力传感器的信号输出端连接，用于将第一电信号转换为直流电压信号后作为压力信号输出；

恒流源电路，输出恒定电流，为压力传感器提供基准电压。

应用中，压力传感器可以选用扩散硅压力传感器或者压电式压力传感器，本实施例对此不做限定。压力检测及调整电路可以由差动放大电路、放大电路、缓冲调整电路组成。恒流源电路产生恒定电流可以为压力传感器的提供恒定的基准电压，压力传感器输出的压力信号（电压信号）经差动放大电路放大，经缓冲调整电路将压力信号调整在一定的范围内输出，能够使输出的压力信号更为清晰、稳定。

从图2可以看到，本实施例中的温盐深探头，探头水下部分还包括温度检测模块和电导率检测模块；

温度检测模块，用于检测探头水下部分所处水域位置的温度信号；

电导率检测模块，用于检测探头水下部分所处水域位置的电导率信号；

探头水上部分，接收温度信号和电导率信号并输出。

可选地，温度检测模块包括：

温度传感器，其信号采集端与探头水下部分所处水域接触，用于将探头水下部分所处水域的温度转换为第二电信号输出；

温度检测及调整电路，与温度传感器的信号输出端连接，用于将第二电信号转换为直流电压信号后作为温度信号输出；

以及，电导率检测模块包括：

电导率传感器，其信号采集端与探头水下部分所处水域接触，用于将探头水下部分所处水域的电导率转换为第三电信号输出；

电导率检测及调整电路，与电导率传感器的信号输出端连接，用于将第三电信号转换为直流电压信号后作为电导率信号输出；

正弦波产生及功放电路，根据接收的第一控制指令产生正弦波的振荡波形，将正弦波的振荡波形经功率放大后作为电导率传感器的交流激磁电压。

应用中，温度检测及调整电路可以由R/V转换电路、放大电路、缓冲调整电路组成。R/V转换电路检测到温度传感器的电阻值，实时连续地将电阻值转换成直流电压值输出，再经放大电路及缓冲调整电路将输出的电压值调整在一定的范围内输出。电导率检测及调整电路可以由差动放大电路、带通滤波电路、整流调整电路等电路组成。正弦波产生及功放电路产生正弦波，再经功率放大处理后可以作为电导率传感器的交流激磁电压。电导率传感器输出的信号经差动放大电路放大后输出，经带通滤波电路及整流调整电路后，将信号转换成直流电压并调整在一定范围内数输出，能够使输出的温度信号和电导率信号更为清晰、稳定。

从图2可以看到，本实施例中的温盐深探头，探头水下部分还包括：A/D模拟转换模块、第一控制模块和探头端通讯模块；

A/D模拟转换模块，其输入端分别与压力检测及调整电路和/或温度检测及调整电路和/或电导率检测及调整电路的输出端连接，将压力信号和/或温度信号和/或电导率信号由模拟量转换成数字量后传输至第一控制模块；

第一控制模块，与A/D模拟转换模块的输出端连接，将转换成数字量的压力信号和/或温度信号和/或电导率信号进行打包处理后，经探头端通讯模块传送至远端的上位机；且第一控制模块还用于生成第一控制指令并发送给正弦波产生及功放电路。

应用中，A/D模拟转换模块可以包括多路A/D转换电路,分别将温度信号、压力信号及电导率信号检测的模拟量转由模拟量转换成数字量后传输至第一控制模块；第一控制模块，可以包括单片机及外围电路，作为探头水下部分功能控制的主控CPU。

可选地，本实施例中的温盐深探头，探头端通讯模块还用于接收远端的多种控制指令并输出。从而建立起温盐深探头和远端主控设备间的双向通信。

从图2可以看到，本实施例中的温盐深探头，探头水下部分还包括上电控制模块，用于通过探头端通信模块接收远端的上电控制指令，并根据上电控制指令给温盐深探头上电。

如图3所示，本实施例中的温盐深探头，其上电控制模块包括：上电控制电路、开关电路、整流电路、延时转换控制电路、上电/通讯转换控制电路、上电/通讯转换开关；

上电控制电路根据上电控制指令控制开关电路导通；

开关电路，其输入端连接温盐深探头内设的电源的输出端，其输出端连接整流电路的输入端，开关电路导通时，电源的输出电压经整流电路的输出端整流后输出；应用中，上电控制指令可以为脉冲信号。开关电路可以包括多种开关器件的组合连接，如可控硅开关器件、三极管开关器件的组合，以实现根据上电控制指令的导通或者关闭，以连通或者断开电源，实现上电控制。且上述开关器件具有性能稳定、响应速度快、能耗低的优点。

上电/通讯转换开关，其第一输入端连接温盐深探头内设的电源的输出端，其第二输入端连接上电/通讯转换控制电路的输出端，上电/通讯转换控制电路的输入端与延时转换控制电路的控制信号输出端连接；

延时转换控制电路在延时至预设时长后，通过其控制信号输出端输出控制指令，控制上电/通讯转换控制电路，将上电/通讯转换开关转入通讯状态。

上电后，延时通讯电路通过控制上电/通讯转换控制电路将上电/通讯转换开关由上电连接端转换到通讯连接端，使其处于串行通讯状态，能够降低能耗，并能够保持与外部的通信连接。

如图4所示，本实施例中的温盐深探头，探头水下部分还包括：探头头部外壳111、电气控制段外壳112、电路板113、连接壳114、多个尾翼115、导流罩116、小线轴117；

压力传感器和/或温度传感器和/或电导率传感器通过探头头部外壳111内的支架卡接固定于探头头部外壳111内部，且压力传感器和/或温度传感器和/或电导率传感器的信号采集端通过探头头部外壳对应位置处的开口探出；

电路板113，其上集成有压力检测及调整电路以及恒流源电路、和/或温度检测及调整电路、和/或电导率检测及调整电路以及正弦波产生及功放电路、和/或A/D模拟转换模块、第一控制模块以及探头端通讯模块；

电气控制段外壳112，其前端与探头头部外壳相接，其后端与连接壳114相接，将电路板113密封防水固定于其内部；

多个尾翼115，均匀分布固定于连接端外表面；

导流罩116，为环形结构，固定于多个尾翼的后端；

小线轴117，固定于电气控制段外壳112或者连接壳114或者导流罩116上，其上绕制有双芯漆包线，且双芯漆包线的一端与电路板113电连接。

应用中，如图5所示，压力传感器、温度传感器、电导率传感器通过探头头部外壳内的支架卡接固定于探头头部外壳内部，且压力传感器、温度传感器、电导率传感器的信号采集端通过探头头部外壳对应位置处的开口探出，能够与监测水域环境充分接触，确保采集信号准确。将压力检测及调整电路以及恒流源电路、温度检测及调整电路、电导率检测及调整电路以及正弦波产生及功放电路、A/D模拟转换模块、第一控制模块以及探头端通讯模块集成于电路上，能够使温盐深探头内部结构更为紧凑，缩小其体积，减小浮力的影响，能够使温盐深探头更快的投入水中。且探头水下部分投入监测海域，在下降过程中，尾翼和导流罩共同作用，能够很好的控制探头水下部分在水中的垂直度以及下降速度。小线轴上绕制漆包线，用于探头水下部分在水中下降过程中放线。

如图6所示，本实施例中的温盐深探头，探头水上部分包括外圆筒121、大线轴122和探头端触点123；

外圆筒，用于将探头水下部分活动连接于其内部；

大线轴，内置于外圆筒底部，绕制于小线轴的双芯漆包线的另一端固定于大线轴的尾部，并绕制于大线轴上；

探头端触点，固定于大线轴的尾部，并与双芯漆包线的另一端电连接。

应用中，探头水上部分可以与发射装置连接，探头水下部分是温盐深探头检测的主体，探测时投入水中进行海水的剖面检测。探头的水上部分主要由外圆筒及大线轴构成。外圆筒用于装载及放置探头水下部分，大线轴用于绕制双芯漆包线，与探头水下部分的小线轴及发射装置进行有线连接，用于在水上放线。

如图4-7所示，本实施例中的温盐深探头，还包括插销13，插销包括连接部和锁合部；以及：

每个尾翼上设置有第一安装孔1151；

外圆筒上相对设置有两个第二安装孔1211，以及与至少一个第二安装孔配合使用的拆装孔1212；

第一安装孔和第二安装孔与插销的连接部相匹配，拆装孔与插销的锁合部相匹配；

插销的连接部穿过两个第二安装孔、以及任意一个尾翼的第一安装孔，插销的锁合部卡接入拆装孔，将探头水上部分活动连接于探头水下部分的外圆筒内。

图7为探头水下部分和探头水上部分经插销活动连接后的示意图，拔下插销，探头水下部分从探头水上部分自动脱离，自由落体落入监测水域，操作便捷。

实施例2

本实施例提供了一种温盐深探测系统，包括：实施例1中的温盐深探头、发射装置、数据采集装置、上位机；

发射装置，用于发射温盐深探头，温盐深探头的探头水上部分固定于发射装置上，并与发射装置通信连接；

数据采集装置，与发射装置通信连接，通过发射装置采集温盐深探头检测的压力信号和/或温度信号和/或电导率信号，并传输至上位机；

上位机，根据压力信号获得温盐深探头的探头水下部分所处水域的压力值，和/或根据温度信号获得温盐深探头的探头水下部分所处水域的温度值，和/或根据电导率信号获得温盐深探头的探头水下部分所处水域的电导率值和盐度值。

本实施例中的温盐深探测系统，其温盐深探头中通过在探头水下部分增设压力检测模块来直接检测探头水下部分所处水域位置的压力信号，再根据水压和深度间的对应关系计算出对应的深度值。因为水压和深度间的对应关系较为恒定，能够确保据此计算出的深度值的准确性。

图8为本实施例中的温盐深探测系统在某个具体应用场景下的示意图，该温盐深探测系统，主要是探测温度、深度、电导率及盐度等探测值。探测系统中包括有室外部分及室内部分，室外部分含有温盐深探头1、发射装置2，室内部分含有上位机3（PC主控计算机）、数据采集装置4（应用中可以做成数据采集箱）、连接电缆（优选双芯细漆包线）。应用中，温盐深探测系统可以通过人机交互界面进行操作，检测温盐深探头的安装状态正常后，操作控制温盐深探头上电。投放温盐深探头下水后进行温度、压力及电导率的连续探测，并将探测的连续数据传送到数据采集箱，数据采箱再将探测的连续数据转送到PC主控计算机中。PC主控计算机将接收的连续数据，按照各自的计算公式，计算出温度值、深度值、电导率值及盐度值。在计算机界面中显示出各项及算值，及绘制出各自与深度对应的曲线图，并将计算值存储。温盐深探头的投放是将温盐深探头的探头水上部分安装在发射装置上固紧，由操作人员手持发射装置站在船边操作投放。拔下插销，探头水下部分从探头水上部分自动脱离，自由落体落入监测水域。温盐深探测系统可以配置GPS接收模块，以便能够实时读取经纬度坐标，定位温盐深探测系统所处位置的坐标。

如图9所示，本实施例中的温盐深探测系统，发射装置2包括：发射端触点21、外引插座22和托架23；

发射端触点21与温盐深探头的探头端触点对应电连接；

外引插座22，与发射端触点21和数据采集装置电连接；

托架23，用于安装固定温盐深探头的探头水上部分。

应用中，发射装置可以为手持式发射枪，配置有三个触点，三个触点分别与电缆的一根引线连接，电缆的另一端头与数据采集箱连接，从而建立起发射装置与数据采集装置间的通讯连接，同时三个触点与温盐深探头的水上部分的探头端触点，用于转送温盐深探头的探测数据。

如图10所示，本实施例中的温盐深探测系统，数据采集装置包括：第二控制模块、探头安装状态检测模块、探头上电控制模块、采集装置端通信模块；

第二控制模块，在探头水下部分投放前，根据接收到的上位机发出的安装状态检测指令，控制探头安装状态检测模块通过采集装置端通信模块建立与温盐深探头间的通信连接，对温盐深探头的安装及连接状态进行检测，并根据接收的探头安装状态检测模块反馈回的安装检测结果信号判断温盐深探头的安装是否到位，并在判断安装到位后发出上电操作指令；

探头上电控制模块，接收到上电操作指令后，控制温盐深探头上电。

应用中，数据采集装置上电后及接到上位机检测探头状态指令后，第二控制模块控制探头安装状态检测模块检测探头的引线连接状态，并将探头状态检测结果上报上位机。当检测到探头安装及连接状态正常时，才可执行上位机给探头上电的指令。当接收到上位机给探头上电的指令后，第二控制模块操作探头上电控制模块给温盐深探头上电。应用中，可以增设状态指示灯电路，并安照上电显示模式显示LED指示灯。当探头投放及进行数据探测时，数据采集装置实时连续接收到探头传送的探测数据，将接收的数据进行打包处理，通过串行通讯转换电路将数据转送到上位机，并按照通讯模式显示LED指示灯。GPS接收的数据通过串行通讯转换电路，将数据转换为USB通讯模式传送到上位机。

可选地，本实施例中的温盐深探测系统，绕制于大线轴和小线轴的双芯漆包线用于建立探头端通信模块和采集装置端通信模块间的信号传输。

如图11所示，本实施例中的温盐深探测系统，探头安装状态检测模块包括：第一光电隔离电路、第二光电隔离电路、第一开关驱动电路、第一转换开关、差动放大电路、比较电路；

第一光电隔离电路，其输入端与第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与第一开关驱动电路的输入端连接，将从第二控制模块接收的切换控制指令经光电隔离处理后传输至第一开关驱动电路；

第一开关驱动电路，其输出端与第一转换开关的控制端连接，根据接收的切换控制指令驱动第一转换开关在信息接收或者信息发送状态间切换；

第一转换开关，与双芯漆包线通信连接，其处于信息发送状态时，将第二控制模块生成的状态检测信号通过双芯漆包线传输至温盐深探头，其处于信息接收状态时，通过双芯漆包线接收温盐深探头收到状态检测信号后反馈回的结果信号；

第一差动放大电路，其输入端与第一转换开关的输出端连接，将第一转换开关输出的结果信号经放大处理后输出；

比较电路，其第一输入端与第一差动放大电路的输出端连接，其第二输入端与第二控制模块的控制信号输出端连接以获取状态检测信号，结果信号和状态检测信号经比较电路比较后输出的信号即为安装检测结果信号；

第二光电隔离电路，其输入端与比较电路的输出端连接，其输出端与第二控制模块的信号输入端连接，用于将接收的安装检测结果信号经光电隔离处理后传输至第二控制模块。

应用中，第二控制模块经过光电隔离电路控制转换控制电路，经开关驱动电路控制转换开关，将探头连接线接入差动放大电路并将测试信号经过放大，再经过比较判别电路判别输出，经光电隔离后送入第二控制模块进行判别。

如图12所示，本实施例中的温盐深探测系统，探头上电控制模块包括：第三光电隔离电路、第四光电隔离电路、第一选通控制电路、第二选通控制电路、第二开关驱动电路、第二转换开关；

第三光电隔离电路，其输入端与第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与第一选通控制电路的输入端连接，将从第二控制模块接收的上电操作指令经光电隔离处理后传输至第一选通控制电路；

第四光电隔离电路，其输入端与第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与第二选通控制电路的输入端连接，将从第二控制模块接收的上电操作指令经光电隔离处理后传输至第二选通控制电路；

第一选通控制电路的输出端和第二选通控制电路的输出端分别与第二开关驱动电路的第一输入端和第二输入端连接，第二开关驱动电路的输出端与第二转换开关的控制端连接；

第一选通控制电路处于选通状态时，第二选通控制电路处于非选通状态，此时上电操作指令经第一选通控制电路传输至第二开关驱动电路；当第一选通控制电路处于非选通状态时，第二选通控制电路处于选通状态，此时上电操作指令经第二选通控制电路传输至第二开关驱动电路；

第二开关驱动电路，在其第一输入端接收到上电操作指令时，控制第二转换开关发出第一上电操作状态指令作为上电控制指令，在其第二输入端接收到上电操作指令时，控制第二转换开关发出第二上电操作指令作为上电控制指令；

第二转换开关的输出端，与温盐深探头的上电控制模块电连接，向上电控制模块输出上电控制指令，对温盐深探头进行双路电源上电控制。

应用中，如果需要通过显示器显示数据或者点亮指示灯等，此时就需要双路电源供电了。因为比如一个带有单片机的控制板，如果附带液晶显示器或者其它外围器件，则控制板需要采用+5V供电，而外围器件除了需要+5V(VCC)电源外，还需要另外一路正的或负的稳压电源供电，比如用一个-10V电源(VEE)为液晶显示器提供驱动显示对比度调节电压。这种情况下，电源的上电顺序就变得非常重要。开电时必须保证+5V电源先接通，之后再接-10V电源，关电时必须先断掉-10V电源，之后再断掉+5V电源,否则会使电路的+5V逻辑电源不存在或未完全建立时，驱动电源VEE馈送到逻辑电路中，超出某些元件的耐压范围，引起元件损坏。本实施例中，通过上述双路控制方式，可以实现电源的上电顺序控制。

从图12可以看到，本实施例中的温盐深探测系统，探头上电控制模块还包括：第五光电隔离电路、通讯控制电路、第三开关驱动电路、第三转换开关；

第五光电隔离电路，其输入端与第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与通讯控制电路的输入端连接，将从第二控制模块接收的通讯控制信号经光电隔离处理后传输至通讯控制电路；通讯控制信号在上电控制指令发出后延迟发出；

通讯控制电路，其输出端与第三开关驱动电路的控制端连接，第三开关驱动电路的输出端与第三转换开关的控制端连接，通讯控制电路在收到通讯控制信号后，控制第三开关驱动电路驱动第三转换开关转入通讯连接状态；

第三转换开关，与采集装置端通信模块电连接，其转入通信连接状态后，控制采集装置端通信模块处于信息接收状态，以接收探头端通信模块发送的压力信号和/或温度信号和/或传导率信号。

应用中，还可以增设串行通讯转换电路，主要由光电隔离电路、RS-485转换电路、缓冲输入电路等电路组成。工作原理是温盐深探头的传输数据送入缓冲输入电路中，缓冲输出的数据输入RS-485转换电路，转换为TTL数字信号后经光电隔离电路送入单片机读取。

如图13所示， 串行通讯转换电路主要由TTL转RS-485电路、TTL转RS-232电路、光电隔离电路、控制转换电路、RS-48转USB电路、RS-232转USB电路、USB四转一电路等电路组成。串行通讯转换电路是将一路RS-485通讯转换为USB通讯模式，一路RS-232通讯转换为USB通讯模式，再将两路USB合并为一路USB端口与上位机连接，简化了上位机的接口设置。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种温盐深探头，其特征在于，包括：探头水下部分和探头水上部分,所述探头水下部分和所述探头水上部分活动连接且存在通信传输；

所述探头水下部分包括压力检测模块，用于检测所述探头水下部分所处水域位置的压力信号；

所述探头水上部分，接收所述压力信号并输出。

2.根据权利要求1所述的温盐深探头，其特征在于，所述探头水下部分还包括温度检测模块和电导率检测模块；

所述温度检测模块，用于检测所述探头水下部分所处水域位置的温度信号；

所述电导率检测模块，用于检测所述探头水下部分所处水域位置的电导率信号；

所述探头水上部分，接收所述温度信号和所述电导率信号并输出。

3.根据权利要求1或2所述的温盐深探头，其特征在于，所述探头水下部分还包括：A/D模拟转换模块、第一控制模块和探头端通讯模块；

所述A/D模拟转换模块，其输入端分别与所述压力检测及调整电路和/或所述温度检测及调整电路和/或所述电导率检测及调整电路的输出端连接，将所述压力信号和/或所述温度信号和/或所述电导率信号由模拟量转换成数字量后传输至所述第一控制模块；

所述第一控制模块，与所述A/D模拟转换模块的输出端连接，将转换成数字量的所述压力信号和/或所述温度信号和/或所述电导率信号进行打包处理后，经所述探头端通讯模块传送至远端的上位机；且所述第一控制模块还用于生成所述第一控制指令并发送给所述正弦波产生及功放电路。

4.根据权利要求3所述的温盐深探头，其特征在于，所述探头端通讯模块还用于接收远端的多种控制指令并输出。

5.根据权利要求4所述的温盐深探头，其特征在于，所述探头水下部分还包括上电控制模块，用于通过所述探头端通信模块接收远端的上电控制指令，并根据所述上电控制指令给所述温盐深探头上电。

6.根据权利要求5所述的温盐深探头，其特征在于，所述上电控制模块包括：上电控制电路、开关电路、整流电路、延时转换控制电路、上电/通讯转换控制电路、上电/通讯转换开关；

所述上电控制电路根据所述上电控制指令控制所述开关电路导通；

所述开关电路，其输入端连接所述温盐深探头内设的电源的输出端，其输出端连接所述整流电路的输入端，所述开关电路导通时，所述电源的输出电压经所述整流电路的输出端整流后输出；

所述上电/通讯转换开关，其第一输入端连接所述温盐深探头内设的电源的输出端，其第二输入端连接所述上电/通讯转换控制电路的输出端，所述上电/通讯转换控制电路的输入端与所述延时转换控制电路的控制信号输出端连接；

所述延时转换控制电路在延时至预设时长后，通过其控制信号输出端输出控制指令，控制所述上电/通讯转换控制电路，将所述上电/通讯转换开关转入通讯状态。

7.根据权利要求1-6任一项所述的温盐深探头，其特征在于，所述探头水下部分还包括：探头头部外壳、电气控制段外壳、电路板、连接壳、多个尾翼、导流罩、小线轴；

所述压力传感器和/或所述温度传感器和/或所述电导率传感器通过所述探头头部外壳内的支架卡接固定于所述探头头部外壳内部，且所述压力传感器和/或所述温度传感器和/或所述电导率传感器的信号采集端通过所述探头头部外壳对应位置处的开口探出；

所述电路板，其上集成有所述压力检测及调整电路以及所述恒流源电路、和/或所述温度检测及调整电路、和/或所述电导率检测及调整电路以及所述正弦波产生及功放电路、和/或所述A/D模拟转换模块、所述第一控制模块以及所述探头端通讯模块；

所述电气控制段外壳，其前端与所述探头头部外壳相接，其后端与所述连接壳相接，将所述电路板密封防水固定于其内部；

所述多个尾翼，均匀分布固定于所述连接端外表面；

所述导流罩，为环形结构，固定于所述多个尾翼的后端；

所述小线轴，固定于所述电气控制段外壳或者所述连接壳或者所述导流罩上，其上绕制有双芯漆包线，且所述双芯漆包线的一端与所述电路板电连接。

8.一种温盐深探测系统，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的温盐深探头、发射装置、数据采集装置、上位机；

所述发射装置，用于发射所述温盐深探头，所述温盐深探头的探头水上部分固定于所述发射装置上，并与所述发射装置通信连接；

所述数据采集装置，与所述发射装置通信连接，通过所述发射装置采集所述温盐深探头检测的所述压力信号和/或所述温度信号和/或所述电导率信号，并传输至所述上位机；

所述上位机，根据所述压力信号获得所述温盐深探头的探头水下部分所处水域的压力值，和/或根据所述温度信号获得所述温盐深探头的探头水下部分所处水域的温度值，和/或根据所述电导率信号获得所述温盐深探头的探头水下部分所处水域的电导率值和盐度值。

9.根据权利要求8所述的温盐深探测系统，其特征在于，所述数据采集装置包括：第二控制模块、探头安装状态检测模块、探头上电控制模块、采集装置端通信模块；

所述第二控制模块，在所述探头水下部分投放前，根据接收到的所述上位机发出的安装状态检测指令，控制所述探头安装状态检测模块通过所述采集装置端通信模块建立与所述温盐深探头间的通信连接，对所述温盐深探头的安装及连接状态进行检测，并根据接收的所述探头安装状态检测模块反馈回的安装检测结果信号判断所述温盐深探头的安装是否到位，并在判断安装到位后发出上电操作指令；

所述探头上电控制模块，接收到所述上电操作指令后，控制所述温盐深探头上电。

10.根据权利要求9所述的温盐深探测系统，其特征在于，所述探头安装状态检测模块包括：第一光电隔离电路、第二光电隔离电路、第一开关驱动电路、第一转换开关、差动放大电路、比较电路；

所述第一光电隔离电路，其输入端与所述第二控制模块的控制信号输出端连接，其输出端与所述第一开关驱动电路的输入端连接，将从所述第二控制模块接收的切换控制指令经光电隔离处理后传输至所述第一开关驱动电路；

所述第一开关驱动电路，其输出端与所述第一转换开关的控制端连接，根据接收的所述切换控制指令驱动所述第一转换开关在信息接收或者信息发送状态间切换；

所述第一转换开关，与所述双芯漆包线通信连接，其处于信息发送状态时，将所述第二控制模块生成的状态检测信号通过所述双芯漆包线传输至所述温盐深探头，其处于信息接收状态时，通过所述双芯漆包线接收所述温盐深探头收到所述状态检测信号后反馈回的结果信号；

所述第一差动放大电路，其输入端与所述第一转换开关的输出端连接，将所述第一转换开关输出的所述结果信号经放大处理后输出；

所述比较电路，其第一输入端与所述第一差动放大电路的输出端连接，其第二输入端与所述第二控制模块的控制信号输出端连接以获取所述状态检测信号，所述结果信号和所述状态检测信号经所述比较电路比较后输出的信号即为所述安装检测结果信号；

所述第二光电隔离电路，其输入端与所述比较电路的输出端连接，其输出端与所述第二控制模块的信号输入端连接，用于将接收的所述安装检测结果信号经光电隔离处理后传输至所述第二控制模块。