CN113138260A - 一种具有连续测量能力的温盐深测量仪 - Google Patents

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王海涛
张锁平
王光杰
武玉华
赵建锐
孔佑迪
张东亮
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Abstract

本发明涉及一种具有连续测量能力的温盐深测量仪，包括：密封舱、温盐深探头、升沉控制单元、主控单元和带有天线的卫星定位通信单元；主控单元根据预设时间生成对应的升沉指令，以使升沉控制单元根据升沉指令改变密封舱在水中的浮力实现密封舱下沉或上浮；主控单元还接收温盐深探头感知的温盐深信息；卫星定位通信单元自动获取天线浮出水面后的时间位置信息，并将时间位置信息以及主控单元发送的温盐深信息发送至用户远程终端。本发明通过预设时间和远程遥控让温盐深测量仪在下沉或上浮过程中，利用温盐深探头感知海水的温盐深信息，实现连续测量温盐深剖面要素变化，克服传统温盐深测量仪只能实现单次感知海水的温盐深剖面要素变化。

Description

一种具有连续测量能力的温盐深测量仪
技术领域
本发明涉及温盐深测量技术领域，特别是涉及一种具有连续测量能力的温盐深测量仪。
背景技术
温盐深作为海洋环境中的重要参数，现有采用温盐深测量仪(ConductivityTemperature Depth，CTD)来测量温盐深，但上述温盐深测量仪无法大面积获取海洋温盐深数据，因此针对现有技术进行改进，通过设置投弃式温盐深测量仪(eXpendableConductivityTemperature Depth，XCTD)实现大面积、实时快速获取海洋温盐深数据。XCTD可在搭载平台(船、飞机、潜艇等)航行状态下进行海洋环境参数剖面测量的仪器设备，它具有实时、快速、大面积和低成本的特点，广泛应用于海洋调查、科学研究及军事海洋领域的海洋环境感知中。
XCTD由发射装置、探头、用于连接探头与发射装置的数据传输漆包线和数据采集器组成。探头由船载发射装置发射入水，在下降过程中实时进行海水温度与电导率信号采集，数据信号通过数据传输漆包线(铜线)传输到数据采集器，探头下降到规定深度后漆包线断裂，至此XCTD使命完成并废弃于海底。现有XCTD技术为一次性温盐深剖面测量设备，只能实现即时测量，不能实现按照预设时间测量，更不能实现远程遥控测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有连续测量能力的温盐深测量仪，以实现按照预设时间以及远程遥控测量。
为实现上述目的，本发明提供了一种具有连续测量能力的温盐深测量仪，所述温盐深测量仪包括：
密封舱，用于实现耐水密封；
温盐深探头，设置在所述密封舱外部，用于感知海水的温盐深信息；
升沉控制单元，设置在所述密封舱内部，用于根据升沉指令改变所述密封舱在水中的浮力，以实现所述密封舱下沉或上浮；
主控单元，设置在所述密封舱内部，分别与所述温盐深探头和所述升沉控制单元电连接，用于根据预设时间生成对应的所述升沉指令；所述主控单元还用于接收所述温盐深探头感知的所述温盐深信息；
带有天线的卫星定位通信单元，所述卫星定位通信单元设置在所述密封舱内部，所述天线半嵌入式设置在所述密封舱内部，所述卫星定位通信单元与所述主控单元电连接，所述卫星定位通信单元与用户远程终端无线连接，所述卫星定位通信单元用于自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息，并将所述时间位置信息以及所述主控单元发送的所述温盐深信息发送至用户远程终端。
可选地，所述温盐深测量仪还包括：
生物化学传感器，半嵌入式设置在所述密封舱内部，与所述主控单元电连接，用于感知海水的生物化学信息，并将所述生物化学信息通过所述主控单元以及所述卫星定位通信单元发送至用户远程终端。
可选地，所述温盐深测量仪还包括：
供电单元，设置在所述密封舱内部，用于提供电能；
入水开关，半嵌入式设置在所述密封舱内部，分别与所述供电单元和所述主控单元电连接，用于感知所述密封舱是否处于海水中，当感知所述密封舱处于海水中，则控制所述供电单元给所述主控单元提供电能。
可选地，所述温盐深测量仪还包括：探头释放单元，所述温盐深探头通过所述探头释放单元与所述密封舱连接，所述探头释放单元与所述主控单元电连接，所述探头释放单元用于根据所述主控单元生成的释放指令释放所述温盐深探头至海水中。
可选地，当完成预设下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元生成释放指令。
可选地，所述生物化学传感器为叶绿素传感器和溶解氧传感器中至少一种。
可选地，当完成预设下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元通过控制所述升沉控制单元，以实现所述卫星定位通信单元浮出水面，利用所述卫星定位通信单元自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息；
或，每完成一次下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元通过控制所述升沉控制单元，以实现所述卫星定位通信单元浮出水面，利用所述卫星定位通信单元自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明通过预设时间和远程遥控让温盐深测量仪在下沉或上浮过程中,利用温盐深探头感知海水的温盐深信息,实现连续测量温盐深剖面要素变化，克服传统温盐深测量仪只能实现单次感知海水的温盐深剖面要素变化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具有连续测量能力的温盐深测量仪整体结构图；
图2为本发明具有连续测量能力的温盐深测量仪具体结构图；
图3为本发明温盐深测量仪剖面图；
图4为本发明温盐深测量仪结构框图；
符号说明：
1、密封舱，2、卫星定位通信单元，3、主控单元，4、升沉控制单元，5、供电单元，6、入水开关，7、温盐深探头，8、探头释放单元，9、生物化学传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明的目的是提供一种具有连续测量能力的温盐深测量仪，以实现按照预设时间以及远程遥控测量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本发明提供了一种具有连续测量能力的温盐深测量仪，所述温盐深测量仪包括：密封舱1、温盐深探头7、升沉控制单元4、主控单元3和带有天线的卫星定位通信单元2；所述天线半嵌入式设置在所述密封舱1内部，主控单元3分别与所述温盐深探头7和所述升沉控制单元4电连接，所述卫星定位通信单元2与所述主控单元3电连接，所述卫星定位通信单元2所述卫星定位通信单元与用户远程终端无线连接。所述温盐深探头7用于感知海水的温盐深信息；所述升沉控制单元4用于根据升沉指令改变所述密封舱1在水中的浮力，以实现所述密封舱1的下沉或上浮；所述主控单元3用于根据预设时间生成对应的所述升沉指令；所述主控单元3还用于接收所述温盐深探头7感知的所述温盐深信息；所述卫星定位通信单元2用于自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息，并将所述时间位置信息以及所述主控单元3发送的所述温盐深信息发送至用户远程终端。
本实施例中，可实现两种方式进行数据上传，第一种为：当完成预设下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元3通过控制所述升沉控制单元4，以实现所述卫星定位通信单元2浮出水面，利用所述卫星定位通信单元2自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息。第二种为：每完成一次下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元3通过控制所述升沉控制单元4，以实现所述卫星定位通信单元2浮出水面，利用所述卫星定位通信单元2自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息。此处仅仅为一个举例，包括但并不限于以上两种。
本实施例中，设定时间以及设定下沉/上浮循环次数既可以通过程序直接写入所述主控单元3，还可以通过所述卫星定位通信单元2发送至所述主控单元3，提高了使用的便利性。
作为一种可选的实施方式，本发明所述温盐深测量仪还包括：生物化学传感器9，与所述主控单元3电连接，用于感知海水的生物化学信息，并将所述生物化学信息通过所述主控单元3以及所述卫星定位通信单元2发送至用户远程终端。本实施例中，所述生物化学传感器9选为为叶绿素传感器和溶解氧传感器中至少一种，此处仅仅为一个举例，包括但并不限于以上两种。
作为一种可选的实施方式，本发明所述温盐深测量仪还包括：供电单元5和入水开关6；所述入水开关6分别与所述供电单元5和所述主控单元3电连接；所述供电单元5用于提供电能；所述入水开关6用于感知所述密封舱1是否处于海水中，当感知所述密封舱1处于海水中，则控制所述供电单元5给所述主控单元3提供电能。
作为一种可选的实施方式，本发明所述温盐深测量仪还包括：探头释放单元8，所述温盐深探头7通过所述探头释放单元8与所述密封舱1连接，所述探头释放单元8与所述主控单元3电连接，所述探头释放单元8用于根据所述主控单元3生成的释放指令释放所述温盐深探头7至海水中。本实施例中，当完成预设下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元3生成释放指令。
为了防止各器件被海水腐蚀，因此本发明将所述升沉控制单元4、所述主控单元3、供电单元5和卫星定位通信单元2全嵌入式的设置在密封舱1的内部，实现耐水密封，保护各器件防止被腐蚀。
本发明所述生物化学传感器9、所述入水开关6以及天线均是采用半嵌入式设置在所述密封舱1内部，将所述生物化学传感器9和所述入水开关6的敏感位置暴露在海水中，便于数据采集，将天线暴露出水面，便于数据传输。
本发明中的BioXCTD由飞机和/或船只投放入水，所述入水开关6感知自身入水状态后启动所述供电单元5，所述供电单元5启动后所述主控单元3进入工作状态；所述主控单元3按照预设的时刻通过控制所述升沉控制单元4以实现密封舱1的下沉/上浮；在密封舱1的下沉/上浮过程中，所述主控单元3通过控制所述生物化学传感器9、所述温盐深探头7启动以进行数据测量；完成预设的下沉/上浮循环次数后，所述主控单元3通过控制升沉控制单元4以实现密封舱1上端的卫星定位通信单元2浮出水面；所述卫星定位通信单元2浮出水面后自动获取时间位置信息，并与用户远程终端进行远程信息数据交互。
本发明提出了一种具有连续测量能力的温盐深测量仪(简称，BioXCTD)，利用BioXCTD携带的生物化学传感器9和温盐深探头7，可通过预设时刻、远程遥控让在其在下沉/上浮过程中感知水体内的要素变化、释放探头感知温盐深剖面要素变化，研究发现受水交换、深度影响的海洋环境特性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种具有连续测量能力的温盐深测量仪，其特征在于，所述温盐深测量仪包括：
密封舱，用于实现耐水密封；
温盐深探头，设置在所述密封舱外部，用于感知海水的温盐深信息；
升沉控制单元，设置在所述密封舱内部，用于根据升沉指令改变所述密封舱在水中的浮力，以实现所述密封舱下沉或上浮；
主控单元，设置在所述密封舱内部，分别与所述温盐深探头和所述升沉控制单元电连接，用于根据预设时间生成对应的所述升沉指令；所述主控单元还用于接收所述温盐深探头感知的所述温盐深信息；
带有天线的卫星定位通信单元，所述卫星定位通信单元设置在所述密封舱内部，所述天线半嵌入式设置在所述密封舱内部，所述卫星定位通信单元与所述主控单元电连接，所述卫星定位通信单元与用户远程终端无线连接，所述卫星定位通信单元用于自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息，并将所述时间位置信息以及所述主控单元发送的所述温盐深信息发送至用户远程终端。
2.根据权利要求1所述的具有连续测量能力的温盐深测量仪，其特征在于，所述温盐深测量仪还包括：
生物化学传感器，半嵌入式设置在所述密封舱内部，与所述主控单元电连接，用于感知海水的生物化学信息，并将所述生物化学信息通过所述主控单元以及所述卫星定位通信单元发送至用户远程终端。
3.根据权利要求1所述的具有连续测量能力的温盐深测量仪，其特征在于，所述温盐深测量仪还包括：
供电单元，设置在所述密封舱内部，用于提供电能；
入水开关，半嵌入式设置在所述密封舱内部，分别与所述供电单元和所述主控单元电连接，用于感知所述密封舱是否处于海水中，当感知所述密封舱处于海水中，则控制所述供电单元给所述主控单元提供电能。
4.根据权利要求1所述的具有连续测量能力的温盐深测量仪，其特征在于，所述温盐深测量仪还包括：探头释放单元，所述温盐深探头通过所述探头释放单元与所述密封舱连接，所述探头释放单元与所述主控单元电连接，所述探头释放单元用于根据所述主控单元生成的释放指令释放所述温盐深探头至海水中。
5.根据权利要求4所述的具有连续测量能力的温盐深测量仪，其特征在于，当完成预设下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元生成释放指令。
6.根据权利要求2所述的具有连续测量能力的温盐深测量仪，其特征在于，所述生物化学传感器为叶绿素传感器和溶解氧传感器中至少一种。
7.根据权利要求2所述的具有连续测量能力的温盐深测量仪，其特征在于，当完成预设下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元通过控制所述升沉控制单元，以实现所述卫星定位通信单元浮出水面，利用所述卫星定位通信单元自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息；
或，每完成一次下沉/上浮循环数据采集后，所述主控单元通过控制所述升沉控制单元，以实现所述卫星定位通信单元浮出水面，利用所述卫星定位通信单元自动获取所述天线浮出水面后的时间位置信息。
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