CN112339914A - 一种水下剖面探测浮标装置及探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下剖面探测浮标装置及探测方法，包括机壳和安装仓，所述机壳内通过螺钉安装有无线收发模块，所述机壳的底部通过安装座分别安装有等离子电池和GPS定位器，所述GPS定位器的一端通过定位支架设置有单片机控制器，所述单片机控制器的一侧通过螺钉安装有位移传感器，所述机壳的外侧套设有PP弹性套，且PP弹性套内设置有气囊体，所述PP弹性套的底端一侧通过安装板安装有正反转水泵，所述机壳的一端通过螺栓安装有检测杆，所述检测杆的一端部通过安装座安装有防水智能摄像头。这种方法结构简单，体积小，重量轻，能应用于大排量的液压系统中，便于操作，使用效果明显，适合广泛推广使用。
Description
技术领域
本发明属于水下剖面探测技术领域，具体涉及一种水下剖面探测浮标装置及探测方法。
背景技术
近年来，世界海洋科学家们越来越关注北极和北冰洋海洋环境的特征和北极冰雪融化过程对于气候的影响等方面的研究。从事这些研究首先要获得北极和北冰洋海洋环境的温度、盐度和压力的数据和变化规律，而获取这些数据需要相应的观测和监测设备，但目前这种观测设备少之又少，远远不能满足北极科学研究的需要。而恰恰北冰洋浅海环境的变化和测量数据对于海洋科学家是最需要的，水下探测浮标是浅海环境变化和测量数据的必不可少的设备之一，水下探测浮标一般由液压装置进行驱动，而传统的液压驱动装置是由单冲程液压泵向浮标的外油囊注油或收油，来改变浮标的体积，获得浮标浮力的变化，实现浮标的浮力测量。现有的这种方法结构简单，但是体积大，重量重，不能应用于大排量的液压系统中，不便于操作，使用效果不明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下剖面探测浮标装置及探测方法，以解决上述背景技术中提出的现有的这种方法结构简单，但是体积大，重量重，不能应用于大排量的液压系统中，不便于操作，使用效果不明显的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下剖面探测浮标装置，包括机壳和安装仓，所述机壳内通过螺钉安装有无线收发模块，所述机壳的底部通过安装座分别安装有等离子电池和GPS定位器，所述GPS 定位器的一端通过定位支架设置有单片机控制器，所述单片机控制器的一侧通过螺钉安装有位移传感器，所述机壳的外侧套设有PP弹性套，且PP 弹性套内设置有气囊体，所述PP弹性套的底端一侧通过安装板安装有正反转水泵，所述机壳的一端通过螺栓安装有检测杆，所述检测杆的一端部通过安装座安装有防水智能摄像头，所述检测杆内通过螺钉依次安装有压力传感器、温度传感器、盐度测量传感器，所述机壳的另一端通过连接套连接安装仓，所述安装仓内通过限位座安装有驱动马达，所述安装仓的一侧焊接平衡块。
一种水下剖面探测浮标装置，具体探测方法步骤如下：
步骤一：技术人员编织探测专项实施方案，并且编制针对性的应急预案，探测前对操作人员进行技术交底工作；
步骤二：利用单片机控制器控制正反转水泵将水体抽入到气囊体内，使探测装置下沉到水下指定的深度；
步骤三：该装置的单片机控制器收到在水面上随洋流飘移的冰基浮标装置的中央控制单元发出指令后立即唤醒；
步骤四：在单片机控制器的控制下，正反转水泵向外抽水，整个装置由于其浮力逐渐减小而上升，即时进行若干次温度、盐度和压力测量；当装置浮出液面时，完成了由水下一定湿度到液面的剖面测量；
步骤五：利用驱动马达使装置水平移动到指定距离，防水智能摄像头将前进的画面进行摄录，便于人员进行查看，测量该点处竖直方向处的剖面测量；
步骤六：将测量得到的温度、盐度和压力数据传输到单片机控制器内分析处理后传输到无线收发模块内，最终传输到外部显示器上；
步骤七：检测人员将数据整理成册，并且换人进行验算，得出结论。
进一步的，所述平衡块的一侧设置有尾仓，且尾仓内设置有螺旋桨，所述驱动马达的输出轴连接螺旋桨。
进一步的，所述正反转水泵的工作端位于气囊体内，所述正反转水泵的输入端与单片机控制器的输出端通过导线相连。
进一步的，所述压力传感器、温度传感器和盐度测量传感器的检测端位于检测杆的底端。
进一步的，所述单片机控制器的输出端和输入端与无线收发模块的输入端和压力传感器、温度传感器和盐度测量传感器的输出端通过导线相连。
进一步的，所述GPS定位器和位移传感器的输出端与单片机控制器的输入端通过导线相连。
进一步的，所述单片机控制器的输出端通过导线连接驱动马达的接线输入端，所述等离子电池的输出端通过导线连接单片机控制器、正反转水泵和驱动马达的输入端。
进一步的，所述PP弹性套的外表层设置有防腐层，且防腐层为有机硅涂层。
进一步的，所述机壳的外表层喷涂有聚四氟乙烯防水涂料层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、利用单片机控制器控制正反转水泵将水体抽入到气囊体内，使探测装置下沉到水下指定的深度，该装置的单片机控制器收到在水面上随洋流飘移的冰基浮标装置的中央控制单元发出指令后立即唤醒。
2、在单片机控制器的控制下，正反转水泵向外抽水，整个装置由于其浮力逐渐减小而上升，即时进行若干次温度、盐度和压力测量；当装置浮出液面时，完成了由水下一定湿度到液面的剖面测量，利用驱动马达使装置水平移动到指定距离，防水智能摄像头将前进的画面进行摄录，便于人员进行查看，测量该点处竖直方向处的剖面测量，将测量得到的温度、盐度和压力数据传输到单片机控制器内分析处理后传输到无线收发模块内，最终传输到外部显示器上。
3、这种方法结构简单，体积小，重量轻，能应用于大排量的液压系统中，便于操作，使用效果明显，适合广泛推广使用。
附图说明
图1为本发明一种水下剖面探测浮标装置及探测方法的整体结构示意图。
图2为本发明一种水下剖面探测浮标装置及探测方法的防腐层结构示意图。
图中：1、螺旋桨；2、尾仓；3、驱动马达；4、平衡块；5、安装仓；6、连接套；7、无线收发模块；8、等离子电池；9、PP 弹性套；10、GPS定位器；11、单片机控制器；12、机壳；13、压力传感器；14、检测杆；15、温度传感器；16、盐度测量传感器；17、防水智能摄像头；18、正反转水泵；19、防腐层；20、气囊体；21、位移传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种水下剖面探测浮标装置，包括机壳12和安装仓5，所述机壳12内通过螺钉安装有无线收发模块7，所述机壳12的底部通过安装座分别安装有等离子电池8和GPS定位器10，所述GPS定位器10的一端通过定位支架设置有单片机控制器11，所述单片机控制器11的一侧通过螺钉安装有位移传感器21，所述机壳12的外侧套设有PP弹性套9，且PP弹性套9内设置有气囊体20，所述PP弹性套9的底端一侧通过安装板安装有正反转水泵 18，所述机壳12的一端通过螺栓安装有检测杆14，所述检测杆14的一端部通过安装座安装有防水智能摄像头17，所述检测杆14内通过螺钉依次安装有压力传感器13、温度传感器15、盐度测量传感器16，所述机壳12的另一端通过连接套6连接安装仓5，所述安装仓5内通过限位座安装有驱动马达3，所述安装仓5的一侧焊接平衡块4。
一种水下剖面探测浮标装置，具体探测方法步骤如下：
步骤一：技术人员编织探测专项实施方案，并且编制针对性的应急预案，探测前对操作人员进行技术交底工作；
步骤二：利用单片机控制器11控制正反转水泵18将水体抽入到气囊体20内，使探测装置下沉到水下指定的深度；
步骤三：该装置的单片机控制器11收到在水面上随洋流飘移的冰基浮标装置的中央控制单元发出指令后立即唤醒；
步骤四：在单片机控制器11的控制下，正反转水泵18向外抽水，整个装置由于其浮力逐渐减小而上升，即时进行若干次温度、盐度和压力测量；当装置浮出液面时，完成了由水下一定湿度到液面的剖面测量；
步骤五：利用驱动马达3使装置水平移动到指定距离，防水智能摄像头17将前进的画面进行摄录，便于人员进行查看，测量该点处竖直方向处的剖面测量；
步骤六：将测量得到的温度、盐度和压力数据传输到单片机控制器11 内分析处理后传输到无线收发模块7内，最终传输到外部显示器上；
步骤七：检测人员将数据整理成册，并且换人进行验算，得出结论。
其中，所述平衡块4的一侧设置有尾仓2，且尾仓2内设置有螺旋桨1，所述驱动马达3的输出轴连接螺旋桨1。
其中，所述正反转水泵18的工作端位于气囊体20内，所述正反转水泵18的输入端与单片机控制器11的输出端通过导线相连。
其中，所述压力传感器13、温度传感器15和盐度测量传感器16的检测端位于检测杆14的底端。
其中，所述单片机控制器11的输出端和输入端与无线收发模块7的输入端和压力传感器13、温度传感器15和盐度测量传感器16的输出端通过导线相连。
其中，所述GPS定位器10和位移传感器21的输出端与单片机控制器 11的输入端通过导线相连。
其中，所述单片机控制器11的输出端通过导线连接驱动马达3的接线输入端，所述等离子电池8的输出端通过导线连接单片机控制器11、正反转水泵18和驱动马达3的输入端。
其中，所述PP弹性套9的外表层设置有防腐层19，且防腐层19为有机硅涂层。
其中，所述机壳12的外表层喷涂有聚四氟乙烯防水涂料层。
实施例2
一种水下剖面探测浮标装置，包括机壳12和安装仓5，所述机壳12内通过螺钉安装有无线收发模块7，所述机壳12的底部通过安装座分别安装有等离子电池8和GPS定位器10，所述GPS定位器10的一端通过定位支架设置有单片机控制器11，所述单片机控制器11的一侧通过螺钉安装有位移传感器21，所述机壳12的外侧套设有PP弹性套9，且PP弹性套9内设置有气囊体20，所述PP弹性套9的底端一侧通过安装板安装有正反转水泵 18，所述机壳12的一端通过螺栓安装有检测杆14，所述检测杆14的一端部通过安装座安装有防水智能摄像头17，所述检测杆14内通过螺钉依次安装有压力传感器13、温度传感器15、盐度测量传感器16，所述机壳12的另一端通过连接套6连接安装仓5，所述安装仓5内通过限位座安装有驱动马达3，所述安装仓5的一侧焊接平衡块4。
一种水下剖面探测浮标装置，具体探测方法步骤如下：
步骤一：技术人员编织探测专项实施方案，并且编制针对性的应急预案，探测前对操作人员进行技术交底工作；
步骤二：利用单片机控制器11控制正反转水泵18将水体抽入到气囊体20内，使探测装置下沉到水下指定的深度；
步骤三：该装置的单片机控制器11收到在水面上随洋流飘移的冰基浮标装置的中央控制单元发出指令后立即唤醒；
步骤四：在单片机控制器11的控制下，正反转水泵18向外抽水，整个装置由于其浮力逐渐减小而上升，即时进行若干次温度、盐度和压力测量；当装置浮出液面时，完成了由水下一定湿度到液面的剖面测量；
步骤五：利用驱动马达3使装置水平移动到指定距离，防水智能摄像头17将前进的画面进行摄录，便于人员进行查看，测量该点处竖直方向处的剖面测量；
步骤六：将测量得到的温度、盐度和压力数据传输到单片机控制器11 内分析处理后传输到无线收发模块7内，最终传输到外部显示器上；
步骤七：检测人员将数据整理成册，并且换人进行验算，得出结论。
其中，所述平衡块4的一侧设置有尾仓2，且尾仓2内设置有螺旋桨1，所述驱动马达3的输出轴连接螺旋桨1，利用驱动马达3带动螺旋桨1快速转动，给装置提供动力。
其中，所述正反转水泵18的工作端位于气囊体20内，所述正反转水泵18的输入端与单片机控制器11的输出端通过导线相连，单片机控制器 11自动控制正反转水泵18进行工作。
其中，所述压力传感器13、温度传感器15和盐度测量传感器16的检测端位于检测杆14的底端，便于检测出水中的温度、盐度和压力数据。
其中，所述单片机控制器11的输出端和输入端与无线收发模块7的输入端和压力传感器13、温度传感器15和盐度测量传感器16的输出端通过导线相连，将测量得到的温度、盐度和压力数据传输到单片机控制器11内分析处理后传输到无线收发模块7内，最终传输到外部显示器上。
其中，所述GPS定位器10和位移传感器21的输出端与单片机控制器 11的输入端通过导线相连，位移传感器21便于测量出装置的位移量，并且传输到单片机控制器11内。
其中，所述单片机控制器11的输出端通过导线连接驱动马达3的接线输入端，所述等离子电池8的输出端通过导线连接单片机控制器11、正反转水泵18和驱动马达3的输入端，等离子电池8便于给用电设备供电使用，使用电设备正常运行。
其中，所述PP弹性套9的外表层设置有防腐层19，且防腐层19为有机硅涂层。
其中，所述机壳12的外表层喷涂有环氧树脂防水涂料层，使机壳12 的外表层防水效果显著，避免湿气进入到机壳12内，涂层强度高，不易剥落，经久耐用。
本发明工作时：利用单片机控制器11控制正反转水泵18将水体抽入到气囊体20内，使探测装置下沉到水下指定的深度，该装置的单片机控制器11收到在水面上随洋流飘移的冰基浮标装置的中央控制单元发出指令后立即唤醒；在单片机控制器11的控制下，正反转水泵18向外抽水，整个装置由于其浮力逐渐减小而上升，即时进行若干次温度、盐度和压力测量；当装置浮出液面时，完成了由水下一定湿度到液面的剖面测量，利用驱动马达3使装置水平移动到指定距离，防水智能摄像头17将前进的画面进行摄录，便于人员进行查看，测量该点处竖直方向处的剖面测量，将测量得到的温度、盐度和压力数据传输到单片机控制器11内分析处理后传输到无线收发模块7内，最终传输到外部显示器上。这种方法结构简单，体积小，重量轻，能应用于大排量的液压系统中，便于操作，使用效果明显，适合广泛推广使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于，包括机壳(12)和安装仓(5)，所述机壳(12)内通过螺钉安装有无线收发模块(7)，所述机壳(12)的底部通过安装座分别安装有等离子电池(8)和GPS定位器(10)，所述GPS定位器(10)的一端通过定位支架设置有单片机控制器(11)，所述单片机控制器(11)的一侧通过螺钉安装有位移传感器(21)，所述机壳(12)的外侧套设有PP弹性套(9)，且PP弹性套(9)内设置有气囊体(20)，所述PP弹性套(9)的底端一侧通过安装板安装有正反转水泵(18)，所述机壳(12)的一端通过螺栓安装有检测杆(14)，所述检测杆(14)的一端部通过安装座安装有防水智能摄像头(17)，所述检测杆(14)内通过螺钉依次安装有压力传感器(13)、温度传感器(15)、盐度测量传感器(16)，所述机壳(12)的另一端通过连接套(6)连接安装仓(5)，所述安装仓(5)内通过限位座安装有驱动马达(3)，所述安装仓(5)的一侧焊接平衡块(4)。
2.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于，具体探测方法步骤如下：
步骤一：技术人员编织探测专项实施方案，并且编制针对性的应急预案，探测前对操作人员进行技术交底工作；
步骤二：利用单片机控制器(11)控制正反转水泵(18)将水体抽入到气囊体(20)内，使探测装置下沉到水下指定的深度；
步骤三：该装置的单片机控制器(11)收到在水面上随洋流飘移的冰基浮标装置的中央控制单元发出指令后立即唤醒；
步骤四：在单片机控制器(11)的控制下，正反转水泵(18)向外抽水，整个装置由于其浮力逐渐减小而上升，即时进行若干次温度、盐度和压力测量；当装置浮出液面时，完成了由水下一定湿度到液面的剖面测量；
步骤五：利用驱动马达(3)使装置水平移动到指定距离，防水智能摄像头(17)将前进的画面进行摄录，便于人员进行查看，测量该点处竖直方向处的剖面测量；
步骤六：将测量得到的温度、盐度和压力数据传输到单片机控制器(11)内分析处理后传输到无线收发模块(7)内，最终传输到外部显示器上；
步骤七：检测人员将数据整理成册，并且换人进行验算，得出结论。
3.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于：所述平衡块(4)的一侧设置有尾仓(2)，且尾仓(2)内设置有螺旋桨(1)，所述驱动马达(3)的输出轴连接螺旋桨(1)。
4.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于：所述正反转水泵(18)的工作端位于气囊体(20)内，所述正反转水泵(18)的输入端与单片机控制器(11)的输出端通过导线相连。
5.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于：所述压力传感器(13)、温度传感器(15)和盐度测量传感器(16)的检测端位于检测杆(14)的底端。
6.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于：所述单片机控制器(11)的输出端和输入端与无线收发模块(7)的输入端和压力传感器(13)、温度传感器(15)和盐度测量传感器(16)的输出端通过导线相连。
7.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于：所述GPS定位器(10)和位移传感器(21)的输出端与单片机控制器(11)的输入端通过导线相连。
8.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于：所述单片机控制器(11)的输出端通过导线连接驱动马达(3)的接线输入端，所述等离子电池(8)的输出端通过导线连接单片机控制器(11)、正反转水泵(18)和驱动马达(3)的输入端。
9.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于：所述PP弹性套(9)的外表层设置有防腐层(19)，且防腐层(19)为有机硅涂层。
10.根据权利要求1所述的一种水下剖面探测浮标装置，其特征在于：所述机壳(12)的外表层喷涂有聚四氟乙烯防水涂料层。
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| CN (1) | CN112339914B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013057238A1 (fr) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | Arkeocean | Dispositif de balisage, système d'exploration d'une zone immergée ainsi que procédés de déploiement et repliement d'un tel dispositif de balisage |
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| CN207045624U (zh) * | 2017-05-24 | 2018-02-27 | 大鹏高科（武汉）智能装备有限公司 | 一种辅助水域机器人水中通信的可充电浮标装置 |
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| CN211417534U (zh) * | 2020-03-18 | 2020-09-04 | 湖南国天电子科技有限公司 | 一种剖面浮标浮力调节装置 |
-
2020
- 2020-11-17 CN CN202011286260.1A patent/CN112339914B/zh not_active Expired - Fee Related
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