CN213879830U - 基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统，包括：自升降水声通信浮标包括内油箱，与内油箱相连接设有外油囊，自升降水声通信浮标下方连接有主浮体，主浮体下方还设有为系统提供回收支持的声学释放器,声学释放器下方设置有为整个系统提供坐底负浮力的压载锚，主浮体上还搭载有水下观测设备，及将水下观测设备获取的海洋信息数据通过水声通信方式传递至自升降水声通信浮标的第二水声通信机，该系统结构简单，成本低廉，可靠性高，特别适用于长期无人值守、水文条件复杂的海域；具备低功耗特性，相同能量供给下，水下待机时间更长，增强了观测信息的时效性，降低了信息获取的成本。

Description

基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统

技术领域

本实用新型涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统。

背景技术

水下观测系统与数据实施传输技术在国外已有一定的技术基础，美国、加拿大、欧盟、日本等相继建立了民用、科研等多功能于一体的水下观测网及其信息处理系统，同时各国借助水下观测网用于水下目标侦察等军事用途。

坐底式水下观测系统中，为了增强系统的隐蔽性，水下观测设备多定深布置于水面以下，且数据多存储于设备内部，通过一定技术手段，在某一特定时间段内，由数据传递介质将数据收集，并发送至岸站，实现水下数据的实时传输过程。

现有的水下数据实时传输手段多采用水下绞车的方式，数据采集阶段为了保证良好的隐蔽性，通信设备在水面以下，绞车锁止不工作，当要与岸站进行数据传递时，绞车执行放缆动作，通信设备在自身正浮力的作用下出水，实现与岸站的通信。

目前常采用的水下绞车的水下数据实时传输方式，由于系统长期处于无人值守状态，对绞车收、放缆及抗腐蚀性的要求较高，同时，由于水下绞车结构复杂，长期工作可靠性不高，目前多数处于摸索阶段，缺少长期应用实例，系统成本高、受海况影响大。

实用新型内容

本实用新型针对现有的水下绞车的水下数据实时传输方式存在的上述不足，提供了一种基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统，该基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统解决了目前常采用的水下绞车的水下数据实时传输方式由于系统长期处于无人值守状态，对绞车收、放缆及抗腐蚀性的要求较高，同时，由于水下绞车结构复杂，长期工作可靠性不高，目前多数处于摸索阶段，缺少长期应用实例，系统成本高、受海况影响大的技术难题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统，包括：

自升降水声通信浮标，所述自升降水声通信浮标包括内油箱，所述内油箱上设有液压泵系统，与所述内油箱相连接设有外油囊，所述自升降水声通信浮标下方还设有系留缆连接点；

主浮体，所述主浮体通过系留缆连接在所述系留缆连接点上，所述主浮体下方还设有为系统提供回收支持的声学释放器,所述声学释放器下方设置有为整个系统提供坐底负浮力的压载锚，所述主浮体上还搭载有水下观测设备，及将所述水下观测设备获取的海洋信息数据通过水声通信方式传递至所述自升降水声通信浮标的第二水声通信机。

优选地，与所述内油箱连接设有电源模块。

优选地，与所述电源模块连接设有控制模块。

优选地，所述自升降水声通信浮标还包括玻璃仪器舱。

优选地，所述内油箱、液压泵系统、控制模块和电源模块均设置于所述玻璃仪器舱内。

优选地，所述玻璃仪器舱外侧设有玻璃仪器舱保护外壳。

优选地，所述自升降水声通信浮标侧面安装有第一水声通信机，所述第一水声通信机通过水密电缆与所述控制模块进行数据通信。

优选地，所述主浮体和所述声学释放器之间还设有通过自身正浮力使所述声学释放器处于竖直姿态的玻璃浮球组。

优选地，所述自升降水声通信浮标上方还设有可实现与岸站的数据交互的天线。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统，其结构简单，成本低廉，可靠性高，特别适用于长期无人值守、水文条件复杂的海域。

2、本实用新型提供的基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统具备低功耗特性，自升降水声通信浮标通过改变自身排水体积实现浮力变化，与现有绞车方案相比，驱动功耗更低，相同能量供给下，水下待机时间更长。

3、本实用新型提供的基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统可将水下自容式观测设备获取的海洋数据，通过水声通信浮标实时传输至岸站，增强了观测信息的时效性，降低了信息获取的成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统的结构示意图；

图2为图1中水下数据实时传输系统中的自升降水声通信浮标的结构示意图；

1-自升降水声通信浮标、2-系留缆、3-主浮体、4-玻璃浮球组、5-声学释放器、6-压载锚、11-内油箱、111-液压泵系统、12-控制模块、13-第一水声通信机、131-水声通信机保箍、14-外油囊、15-天线、16-玻璃仪器舱、161-玻璃仪器舱保护外壳、17-电源模块、18-系留缆连接点。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更清楚详细地介绍本实用新型实施例所提供的基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统，下面将结合具体实施例进行描述。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供了一种基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统，所述水下数据实时传输系统包括：

自升降水声通信浮标1，所述自升降水声通信浮标1包括内油箱11，所述内油箱11上设有液压泵系统111，与所述内油箱11相连接设有外油囊14，所述自升降水声通信浮标1下方还设有系留缆连接点18。

本实施例中与所述内油箱11连接设有电源模块17，与所述电源模块17 连接设有控制模块12,所述自升降水声通信浮标1还包括玻璃仪器舱16，所述内油箱11、液压泵系统111、控制模块12和电源模块17均设置于所述玻璃仪器舱16内,所述玻璃仪器舱16外侧设有玻璃仪器舱保护外壳161,所述自升降水声通信浮标1侧面安装有第一水声通信机13，所述第一水声通信机13通过水密电缆与所述控制模块12进行数据通信；所述玻璃仪器舱内部为半真空环境，可通过改变自身排水体积实现浮力的变化，当要上浮时，液压泵系统111将液压油从内11排至外油囊14，当要下潜时，电磁阀打开，液压油在负压作用下，回流至内油箱11，自升降水声通信浮标1侧面安装的水声通信机通过水密电缆实现与仪器舱内控制模块12的数据通信，通过水声通信方式获取其他水下观测设备的观测数据，通过水声通信方式接受上浮、下潜指令。

本实施例中所述自升降水声通信浮标1通过改变所述外油囊14体积实现自身浮力的变化，从而上升、下潜，当所述自升降水声通信浮标1接收到水下观测设备发送的观测信息后，通过所述液压泵系统111，将液压油从所述内油箱11排至所述外油囊14，所述外油囊14体积增大导致浮力增大，所述自升降水声通信浮标1上浮至水面，所述自升降水声通信浮标(1)上方还设有可实现与岸站的数据交互的天线15，所述天线15达到一定出水高度后，可实现与岸站的数据交互，所述自升降水声通信浮标1上方还设有可实现与岸站的数据交互的天线15。

主浮体3，所述主浮体3通过系留缆2连接在所述系留缆连接点18上，所述系留缆2可有凯夫拉缆绳，所述凯夫拉缆绳将所述自升降水声通信浮标1 与所述主浮体3连接，实现所述自升降水声通信浮标1可在一定范围内定点做剖面运动。所述主浮体3下方还设有为系统提供回收支持的声学释放器5,所述声学释放器5下方设置有为整个系统提供坐底负浮力的压载锚6，所述主浮体3 上还搭载有水下观测设备，及将所述水下观测设备获取的海洋信息数据通过水声通信方式传递至所述自升降水声通信浮标1的第二水声通信机；所述主浮体 3和所述声学释放器5之间还设有通过自身正浮力使所述声学释放器5处于竖直姿态的玻璃浮球组4。

本实施例中所述主浮体3在水下为正浮力，在所述压载锚6的负浮力作用下定点、定深工作，所述主浮体3上搭载有水下观测设备及水声通信机，所述水声通信机可将所述水下观测设备获取的海洋信息数据通过水声通信方式传递至所述自升降水声通信浮标。所述压载锚6为整个系统提供坐底负浮力，所述声学释放器5为系统提供回收支持，当接收到系统回收指令时，所述声学释放器5将压载锚6抛弃，剩余设备在自身净浮力的作用下上浮至水面，以便打捞回收，所述玻璃浮球组4位于所述声学释放器5上端，通过自身正浮力使所述声学释放器5处于竖直姿态。

Claims (9)

1.基于自升降水声通信浮标的水下数据实时传输系统，其特征在于：所述水下数据实时传输系统包括：

自升降水声通信浮标(1)，所述自升降水声通信浮标(1)包括内油箱(11)，所述内油箱(11)上设有液压泵系统(111)，与所述内油箱(11)相连接设有外油囊(14)，所述自升降水声通信浮标(1)下方还设有系留缆连接点(18)；

主浮体(3)，所述主浮体(3)通过系留缆(2)连接在所述系留缆连接点(18)上，所述主浮体(3)下方还设有为系统提供回收支持的声学释放器(5),所述声学释放器(5)下方设置有为整个系统提供坐底负浮力的压载锚(6)，所述主浮体(3)上还搭载有水下观测设备，及将所述水下观测设备获取的海洋信息数据通过水声通信方式传递至所述自升降水声通信浮标(1)的第二水声通信机。

2.根据权利要求1所述的水下数据实时传输系统，其特征在于：与所述内油箱(11)连接设有电源模块(17)。

3.根据权利要求2所述的水下数据实时传输系统，其特征在于：与所述电源模块(17)连接设有控制模块(12)。

4.根据权利要求3所述的水下数据实时传输系统，其特征在于：所述自升降水声通信浮标(1)还包括玻璃仪器舱(16)。

5.根据权利要求4所述的水下数据实时传输系统，其特征在于：所述内油箱(11)、液压泵系统(111)、控制模块(12)和电源模块(17)均设置于所述

玻璃仪器舱(16)内。

6.根据权利要求5所述的水下数据实时传输系统，其特征在于：所述玻璃仪器舱(16)外侧设有玻璃仪器舱保护外壳(161)。

7.根据权利要求3所述的水下数据实时传输系统，其特征在于：所述自升降水声通信浮标(1)侧面安装有第一水声通信机(13)，所述第一水声通信机(13)通过水密电缆与所述控制模块(12)进行数据通信。

8.根据权利要求1所述的水下数据实时传输系统，其特征在于：所述主浮体(3)和所述声学释放器(5)之间还设有通过自身正浮力使所述声学释放器(5)处于竖直姿态的玻璃浮球组(4)。

9.根据权利要求1所述的水下数据实时传输系统，其特征在于：所述自升降水声通信浮标(1)上方还设有可实现与岸站的数据交互的天线(15)。

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