RU2496126C1

RU2496126C1 - Offshore hydrophysical system

Info

Publication number: RU2496126C1
Application number: RU2012118343/28A
Authority: RU
Inventors: Виктор Яковлевич Серых; Том Анатольевич Дозоров
Original assignee: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2013-10-20

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: offshore hydrophysical system has a rigid support structure which joins self-contained geophysical units, each performing a specific measuring or synchronising function, enclosed in separate pressure-resistant housings, wherein each pressure-resistant housing is equipped with a radio-frequency receive/transmit modem, mounted inside the housing on an insert which is transparent for electromagnetic radiation.

EFFECT: high reliability of offshore measuring devices, easier operation thereof and unification of offshore measuring equipment.

1 dwg

Description

Настоящее предлагаемое изобретение относится к области исследования океана и может быть использовано для комплексного измерения гидрофизических параметров в океанологии, гидрофизике и гидрографии.The present invention relates to the field of ocean research and can be used for complex measurement of hydrophysical parameters in oceanology, hydrophysics and hydrography.

Известна система для измерения гидрофизических параметров, содержащая жесткий опорный конструктив, объединяющий микропроцессор с подключенными к нему блоками аналогоцифровой обработки параметров, связанными через бароустойчивые разъемы с гидрофизическими датчиками [1]. Система MINIpack имеет возможность использовать 16 каналов измерений сигналов от внешних датчиков как в притопленном, так и буксируемом режиме, а также возможность ограниченной рекомбинации измерителей путем разборки конструктива и частичной замены блоков в объединяющем бароустойчивом корпусе. Наличие корпуса не только затрудняет перекомпоновку для рекомбинации и требует стационарных условий для последующей метрологической поверки всей системы, но и ограничивает возможности вариабельности параметров конкретным объемом, что весьма существенно в процессе конкретной экспедиции или рейса судна. В большинстве случаев требуется иметь возможность оперативно варьировать набором измеряемых параметров в процессе дорогостоящего рейса научного судна или экспедиции. Известные решения не могут обеспечить указанного свойства в силу своих недостатков.A known system for measuring hydrophysical parameters, containing a rigid support construct, combining a microprocessor with connected units for analog-digital processing of parameters connected through pressure-resistant connectors with hydrophysical sensors [1]. The MINIpack system has the ability to use 16 channels for measuring signals from external sensors both in the flooded and towed modes, as well as the ability to limit the recombination of meters by disassembling the construct and partially replacing the blocks in a unifying pressure-resistant housing. The presence of a hull not only complicates the re-arrangement for recombination and requires stationary conditions for subsequent metrological verification of the entire system, but also limits the possibility of variability of parameters to a specific volume, which is very important during a particular expedition or voyage. In most cases, it is required to be able to quickly vary with a set of measured parameters during an expensive voyage of a scientific vessel or expedition. Known solutions cannot provide this property due to their shortcomings.

Известна мультипараметрическая система для измерения гидрофизических параметров, в которой каждый датчик и связанный с ним соответствующий микропроцессор заключены в отдельный бароустойчивый корпус и представляют собой законченный автономный модуль, исполняющий свою измерительную функцию, при этом микропроцессоры объединены последовательным асинхронным интерфейсом через бароустойчивые разъемы в единую двухпроводную сеть, в которой один из модулей является синхронизирующим - ведущим для всей системы [2].A multi-parameter system for measuring hydrophysical parameters is known, in which each sensor and its associated microprocessor are enclosed in a separate pressure-resistant housing and represent a complete stand-alone module that performs its measurement function, while the microprocessors are connected by a serial asynchronous interface through pressure-resistant connectors into a single two-wire network, in which one of the modules is synchronizing - leading for the entire system [2].

Известная система позволяет оперативно изменять количество контролируемых параметров, но по-прежнему требует механических манипуляций, связанных с использованием гермовводов электрических цепей и их монтажем, следствием чего является снижение надежности работы всей системы и сложность ее эксплуатации.The known system allows you to quickly change the number of monitored parameters, but still requires mechanical manipulations associated with the use of electrical cable glands and their installation, resulting in a decrease in the reliability of the entire system and the complexity of its operation.

Целью настоящего предложения является увеличение надежности работы морских измерительных приборов, упрощение их эксплуатации и унификация морской измерительной техники.The purpose of this proposal is to increase the reliability of marine measuring instruments, simplifying their operation and unifying marine measuring equipment.

Поставленная цель достигается тем, что в известной мультипараметрической системе, имеющей жесткий опорный конструктив, в котором находятся автономные измерительные гидрофизические модули, каждый из которых выполняет определенную измерительную или синхронизирующую функцию, каждый модуль заключен в отдельный бароустойчивый корпус, при этом каждый бароустойчивый корпус (модуль) снабжен радиочастотным приемопередающим модемом, расположенным с внутренней стороны корпуса на прозрачной для электромагнитного излучения вставке.This goal is achieved by the fact that in the well-known multiparameter system having a rigid support structure in which there are autonomous measuring hydrophysical modules, each of which performs a specific measuring or synchronizing function, each module is enclosed in a separate pressure-resistant housing, with each pressure-resistant housing (module) equipped with a radio-frequency transceiver modem located on the inside of the housing on an insert transparent to electromagnetic radiation.

Пример практической реализации.An example of practical implementation.

На чертеже - фиг.1 - показано предлагаемое устройство. Морской гидрофизический комплекс содержит опорный конструктив из синтактика 1 Синтактик, являясь прозрачным для радиочастотного сигнала, вытесняет морскую воду из объема между ведущим модулем 2 и опрашиваемыми датчиковыми модулями - 3, содержащими весь набор аппаратуры для измерения какого-то одного параметра (давления, солености, скорости потока и пр). Как правило, модули выполняются из металла, и применение РЧ модемов внутри корпусов для связи всех модулей в единую систему измерений и обработки информации невозможно. Поэтому внизу каждого корпуса, входящего в синтактик, находятся вставки из прозрачного для радиоизлучения материала 4, с внутренней стороны которых расположены приемопередающие РЧ модемы 5. Материал вставок должен выдерживать давление на рабочей глубине комплекса.In the drawing - figure 1 - shows the proposed device. The marine hydrophysical complex contains a support construct from syntactic 1 Syntactics, being transparent to the radio frequency signal, displaces sea water from the volume between the leading module 2 and the interrogated sensor modules - 3, containing the entire set of equipment for measuring one parameter (pressure, salinity, speed flow, etc.). As a rule, modules are made of metal, and the use of RF modems inside the enclosures for the connection of all modules into a single system of measurement and information processing is impossible. Therefore, at the bottom of each case that is part of syntactic, there are inserts made of material transparent for radio emission 4, on the inside of which there are transceiver RF modems 5. The material of the inserts must withstand pressure at the working depth of the complex.

Ведущий модуль 2, вырабатывая временные интервалы, снимает информацию поочередно с датчиковых модулей 3 по радиочастотному подводному каналу и накапливает ее в энергонезависимой памяти типа FLASH карты. При этом для связи между модулями не требуются герморазъемы и подводные кабели. Упрощается замена измерительных модулей в конструктиве, что повышает потребительскую привлекательность комплекса, его вариабельность. Также упрощается поверка автономных датчиковых модулей, способных работать самостоятельно.The master module 2, generating time intervals, takes information alternately from the sensor modules 3 via a radio frequency underwater channel and stores it in non-volatile memory such as a FLASH card. At the same time, the hermetic connectors and submarine cables are not required for communication between modules. The replacement of measuring modules in the construct is simplified, which increases the consumer attractiveness of the complex, its variability. It also simplifies the calibration of autonomous sensor modules capable of working independently.

Комплекс содержит традиционные для подводных станций размыкатель балласта 6 и сам балласт 7, находящийся на дне 8. Работа комплекса предложенной конструкции ничем не отличается от известных измерительных систем современной архитектуры.The complex contains the ballast disconnector 6, traditional for underwater stations, and the ballast 7 itself, located at the bottom 8. The operation of the complex of the proposed design is no different from the known measuring systems of modern architecture.

Каждый модуль измерительной системы работает в автономном режиме независимо от остальных модулей, но по программе, написанной для всей системы и хранящейся в памяти программ ведущего модуля. Такая система формируется под задачу непосредственно перед измерениями из готовых к употреблению отдельных модулей.Each module of the measuring system operates autonomously, independently of the other modules, but according to a program written for the entire system and stored in the program memory of the master module. Such a system is formed for the task immediately before measurements from ready-to-use individual modules.

Предложенная конструкция помимо упомянутых преимуществ очень удобна в эксплуатации. После подъема на поверхность вся информация, накопленная в ведущем блоке, может быть считана на персональный компьютер по скоростному WiFi каналу.The proposed design in addition to the mentioned advantages is very convenient in operation. After rising to the surface, all the information accumulated in the host unit can be read to a personal computer via a high-speed WiFi channel.

Источники информацииInformation sources

1. Chelsea Technologies Group - Sensors - MINIpack CTD-F, Sensor Suite Compact, Smart Media based multi-parameter monitoring system for oceanography and limnology, Chelsea Technologies Group 55 Central Avenue, Molesey, Surrey, KT8 2QZ, UK. www.chelsea.co.uk/lnstruments%20MINIPACK.htm. 1. Chelsea Technologies Group - Sensors - MINIpack CTD-F, Sensor Suite Compact, Smart Media based multi-parameter monitoring system for oceanography and limnology, Chelsea Technologies Group 55 Central Avenue, Molesey, Surrey, KT8 2QZ, UK. www.chelsea.co.uk/lnstruments%20MINIPACK.htm.

2. Патент России №2350934.2. Patent of Russia No. 2350934.

Claims

Marine hydrophysical complex containing a rigid supporting structure, combining autonomous hydrophysical modules, each of which performs a specific measuring or synchronizing function, enclosed in separate pressure-resistant housings, characterized in that each pressure-resistant housing is equipped with a radio-frequency transceiver modem, mounted on the inside of the housing on a transparent electromagnetic radiation insert.