本發(fā)明涉及水下數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置，特別是一種自動上浮式水下數(shù)據(jù)無線采集與傳輸裝置。

背景技術(shù)：

我國目前城市發(fā)展較快，為了滿足人民日益增長的物質(zhì)文化需要，各大城市在河流湖泊及近海新建了大量的旅游設(shè)施及交通設(shè)施，沿海地區(qū)通過造陸工程造就了大量土地及旅游區(qū)，用以滿足城市的土地需求和文化需求。大中城市間通過橋梁、隧道、造地等方式新建了大量交通工程，以滿足群眾的交通需求，在這些大型工程的建設(shè)過程中，采集水域內(nèi)地基和結(jié)構(gòu)的參數(shù)數(shù)據(jù)是至關(guān)重要，人們只有通過分析這些數(shù)據(jù)才能保證工程的安全性和施工質(zhì)量。為了掌握這些數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸。陸基數(shù)據(jù)的采集和傳輸方法較為成熟，但水域內(nèi)工程又無法滿足陸基數(shù)據(jù)采集發(fā)射的條件，造成水域內(nèi)工程施工期數(shù)據(jù)采集和傳輸困難。

目前，用于水域內(nèi)工程施工期數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)姆椒ㄖ饕幸韵氯N。一)水下采集存儲法：將數(shù)據(jù)采集罐放置在水下，罐內(nèi)放置存儲卡，通過通訊自動采集數(shù)據(jù)，定期用船只提出罐體獲取數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)是不干擾施工作業(yè)。缺點(diǎn)是不能及時獲取數(shù)據(jù)，水上提罐困難，成本高，且費(fèi)時費(fèi)力效率低下。二)平臺法：在水上搭設(shè)采集平臺，把采集電纜引上平臺，人工通過交通船爬上平臺進(jìn)行采集數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是對施工作業(yè)干擾較大，平臺搭設(shè)成本高，需要根據(jù)天氣和潮汐條件確定采集數(shù)據(jù)的時間，不能及時采集數(shù)據(jù)。三)水下超聲法：數(shù)據(jù)采集罐放置在水下，將水上接收設(shè)備伸入水下，通過超聲信號接受收數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)是不干擾施工作業(yè)。缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸距離短，設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)成本較高，效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種自動上浮式水下數(shù)據(jù)無線采集與傳輸裝置，采用該裝置能夠及時自動獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸距離長，數(shù)據(jù)采集效率高，不干擾施工作業(yè)，并且該裝置還具有維護(hù)保養(yǎng)成本低的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種自動上浮式水下數(shù)據(jù)無線采集與傳輸裝置，包括數(shù)據(jù)采集密封罐和供電控制密封罐，在所述數(shù)據(jù)采集密封罐內(nèi)設(shè)有與水下監(jiān)測儀器的儀器電纜連接的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)傳輸線與天線連接，所述天線固定在所述供電控制密封罐的頂部；所述供電控制密封罐采用鐵鏈與落放在水底泥面上的墜子連接，在所述鐵鏈上連接有配重球，在所述供電控制密封罐上連接有上浮器，在所述供電控制密封罐內(nèi)設(shè)有供電模塊及其控制系統(tǒng)，所述供電模塊用于給所述上浮器、所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述天線供電。

在所述數(shù)據(jù)采集裝置上連接有存儲卡。

所述上浮器設(shè)有緊急上浮裝置。

在所述供電控制密封罐的頂部固接有天線保護(hù)罩，所述天線設(shè)置在所述天線保護(hù)罩內(nèi)。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：通過將數(shù)據(jù)采集裝置與供電模塊及其控制系統(tǒng)分設(shè)在兩個密封罐內(nèi)，在供電控制密封罐的頂部設(shè)置天線、在供電控制密封罐上連接上浮器，使控制密封罐能夠自動上浮或下潛，實(shí)現(xiàn)了水上天線數(shù)據(jù)傳輸和水下數(shù)據(jù)采集?？刂泼芊夤尴聺摵?，水下數(shù)據(jù)采集不但能夠避免對施工作業(yè)的干擾，同時能夠避免現(xiàn)場施工作業(yè)對儀器的損壞；控制密封罐上浮后，不但便于天線進(jìn)行水上數(shù)據(jù)傳輸，還便于供電模塊及其控制系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)以及電源更換，同時減少了數(shù)據(jù)采集密封罐的開啟次數(shù)，進(jìn)而減小了數(shù)據(jù)采集裝置損壞的機(jī)率，減少了裝置的運(yùn)行成本。綜上所述，本發(fā)明能夠及時自動獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸距離長，數(shù)據(jù)采集效率高，不干擾施工作業(yè)，并且還具有維護(hù)保養(yǎng)成本低的優(yōu)點(diǎn)，能夠適用于無法實(shí)現(xiàn)陸基采集與發(fā)射工況下的江河湖海水下數(shù)據(jù)的采集與傳輸。

附圖說明

圖1為本發(fā)明發(fā)送數(shù)據(jù)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明完成數(shù)據(jù)發(fā)送后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、天線保護(hù)罩；2、天線；3、供電控制密封罐；4、配重球；5、儀器電纜；6、數(shù)據(jù)采集密封罐；7、數(shù)據(jù)傳輸線；8、上浮器；9、鐵鏈；10、墜子。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請參閱圖1和圖2，一種自動上浮式水下數(shù)據(jù)無線采集與傳輸裝置，包括數(shù)據(jù)采集密封罐6和供電控制密封罐3，在所述數(shù)據(jù)采集密封罐6內(nèi)設(shè)有與水下監(jiān)測儀器的儀器電纜5連接的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)傳輸線7與天線2連接，所述天線2固定在所述供電控制密封罐3的頂部。

所述供電控制密封罐3采用鐵鏈9與落放在水底泥面上的墜子10連接，在所述鐵鏈9上連接有配重球4，在所述供電控制密封罐3上連接有上浮器8，在所述供電控制密封罐3內(nèi)設(shè)有供電模塊及其控制系統(tǒng)，所述供電模塊用于給所述上浮器8、所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述天線2供電。

天線2是數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)傳輸和發(fā)射設(shè)備。控制系統(tǒng)控制供電模塊給上浮器8、數(shù)據(jù)采集裝置和天線供電。數(shù)據(jù)采集裝置負(fù)責(zé)水下監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)并存儲。配重球4能夠保證供電控制密封罐3在上浮器8停止工作后自動下潛到預(yù)定深度水面下，防止因上浮器8平躺在水下泥面上造成淤積導(dǎo)致的供電控制密封罐3上浮困難。

在本實(shí)施例中，在所述數(shù)據(jù)采集裝置上連接有存儲卡，以確保數(shù)據(jù)安全。所述上浮器8設(shè)有緊急上浮裝置，一旦供電模塊的電壓低于預(yù)設(shè)值，不能滿足下次上浮需要時，立即啟動，然后供電控制密封罐3將一直停留在水面，直到更換供電電源，重新設(shè)置緊急上浮器。為了防止天線2損壞，在所述供電控制密封罐3的頂部固接有天線保護(hù)罩1，所述天線2設(shè)置在所述天線保護(hù)罩1內(nèi)。

本發(fā)明的工作原理：

控制系統(tǒng)控制供電模塊給數(shù)據(jù)采集裝置供電，數(shù)據(jù)采集裝置采集來自水下監(jiān)測儀器的監(jiān)測數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲，待數(shù)據(jù)采集完成后，控制系統(tǒng)斷開供電模塊與數(shù)據(jù)采集裝置之間的連接，數(shù)據(jù)采集裝置停止運(yùn)行。然后控制系統(tǒng)控制供電模塊給上浮器供電，上浮器啟動，帶動供電控制密封罐3上浮到水面，再然后控制系統(tǒng)控制供電模塊給天線2供電，啟動天線2進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)后，控制系統(tǒng)斷開供電模塊與上浮器之間的連接，關(guān)閉上浮器8，供電控制密封罐3在配重球4的作用下自動下潛，直至配重球4落于水底泥面，此時供電控制密封罐3懸浮在水下預(yù)定深度，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)采集任務(wù)及上浮。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種自動上浮式水下數(shù)據(jù)無線采集與傳輸裝置，包括數(shù)據(jù)采集密封罐和供電控制密封罐，在所述數(shù)據(jù)采集密封罐內(nèi)設(shè)有與水下監(jiān)測儀器的儀器電纜連接的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)傳輸線與天線連接，所述天線固定在所述供電控制密封罐的頂部；所述供電控制密封罐采用鐵鏈與落放在水底泥面上的墜子連接，在所述鐵鏈上連接有配重球，在所述供電控制密封罐上連接有上浮器，在所述供電控制密封罐內(nèi)設(shè)有供電模塊及其控制系統(tǒng)，所述供電模塊用于給所述上浮器、所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述天線供電。本發(fā)明能夠及時自動獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸距離長，數(shù)據(jù)采集效率高，不干擾施工作業(yè)，并且還具有維護(hù)保養(yǎng)成本低的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：喬小利;張勇;李鐵良;李明玉;韓冉冉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.23
技術(shù)公布日：2017.09.01