本技術涉及水體觀測，尤其涉及一種易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

1、錨系浮標是一種常規(guī)的泛水域觀測設備，通常錨定在江、河、湖、海、水庫等泛水域指定位置，自動完成數(shù)據(jù)的采集、標示和發(fā)送，能夠按照規(guī)定要求，長期、連續(xù)、實時或準實時的獲取水面上的氣象數(shù)據(jù)，水面、水體及水底的水體背景場數(shù)據(jù)，特別是能收集到為調查船難而收集的惡劣天氣及海況的資料。

2、現(xiàn)有技術中，錨系浮標往往只能搭載較少的設備，導致只能實施單一的功能。如果要在錨系浮標上附加額外設備則會導致整體結構復雜、造價高、不易投放等問題，不利于大量投放至指定水域，尤其是深遠海，組成網絡。

3、所以，有必要研發(fā)一種成本更低、更實用、更易布放回收的泛水域監(jiān)測錨系浮標，通過小型化的規(guī)格和簡單的結構即可搭載多種不同的設備，增加整體的集成度，從而可以通過簡便的方式在深遠海面大量布放組網，通過大批量生產和標準化作業(yè)大幅降低成本，從而高性價比的獲取更加精準有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4、因此，目前關于泛水域監(jiān)測錨系浮標的技術，仍有待于改進。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于上述技術背景，本實用新型的目的在于：提供一種易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中泛水域監(jiān)測錨系浮標搭載設備功能單一，集成度低，不實用且不易布放回收的問題。

2、本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

3、本實用新型提供一種易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，包括泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺和搭載在所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺上的附加設備，所述附加設備包括通訊設備、防護設備、水體監(jiān)測設備、電力及傳輸設備和中央處理器。

4、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺包括通過纜繩連接的標體單元和錨系單元，所述錨系單元用于在投放后沉入水底錨定所述標體單元，所述標體單元作為所述附加設備采集錨定位置水體數(shù)據(jù)的平臺，所述標體單元包括：

5、柱狀水密艙；

6、浮體，所述浮體環(huán)繞所述柱狀水密艙設置，所述浮體上設有儀器井和剛性支撐骨架，所述儀器井兩端開口并平行所述柱狀水密艙設置，貫穿所述浮體，所述儀器井的頂部設有井蓋；以及

7、浮標上蓋，所述浮標上蓋扣合在所述浮體的頂部，在所述浮體和所述柱狀水密艙頂部形成容納空間；

8、其中，所述浮體與所述柱狀水密艙的外壁固定連接，所述浮體的頂部設有剛性支撐骨架，所述浮標上蓋覆蓋所述浮體、所述柱狀水密艙和所述剛性支撐骨架，且間隔設有上蓋通孔；所述標體單元通過所述儀器井、所述浮標上蓋和所述剛性支撐骨架搭載所述附加設備。通過浮體、儀器井、浮標上蓋、剛性支撐架和浮標上蓋扣合形成的容納空間，所述標體單元可以設置不同形狀和功能的附加設備，通過簡單的結構即可實現(xiàn)搭載具備不同功能的設備。

9、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，

10、所述柱狀水密艙包括艙桶和密封蓋，所述艙桶垂直貫穿所述浮體的中心，所述密封蓋突出于浮體的上表面；所述艙桶的底部封閉，所述艙桶的內部中空設置，所述艙桶的頂部由所述密封蓋密封；所述密封蓋的上方設有若干個水密接頭。

11、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述錨系單元包括外殼，所述外殼的頂部開放且側面設有錨系通孔，所述外殼的內部裝載纜盤，所述纜盤上纏繞所述纜繩。

12、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述浮體還設有上蓋板和下蓋板，且所述上蓋板和所述下蓋板之間通過貫穿所述浮體的長桿螺栓固定連接，所述上蓋板與所述柱狀水密艙外壁固定連接。

13、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述纜繩與所述柱狀水密艙底部相連，所述纜盤的中心孔內徑大于所述柱狀水密艙的外徑。

14、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述通訊設備包括衛(wèi)星通訊設備，所述衛(wèi)星通訊設備安裝在所述剛性支撐骨架上；

15、所述防護設備包括雷達反射管、衛(wèi)星定位裝置、水下定位裝置、船舶自動識別裝置或航標燈中的至少一種，所述衛(wèi)星定位裝置和所述船舶自動識別裝置安裝在所述剛性支撐骨架上；

16、所述水體監(jiān)測設備包括水上傳感器、水下傳感器和水底傳感器；所述水上傳感器包括氣象傳感器；所述水下傳感器包括水質傳感器、水中油傳感器、營養(yǎng)鹽傳感器、溫鹽度探查器、海流傳感器、聲吶傳感器或波浪傳感器中的至少一種；且所述水質傳感器、水中油傳感器、營養(yǎng)鹽傳感器、海流傳感器、聲吶傳感器或波浪傳感器中的至少一種安裝在所述儀器井內；

17、所述水底傳感器至少包括壓力傳感器；所述氣象傳感器安裝在所述浮標上蓋頂部；所述水下傳感器滑動連接在所述纜繩上；所述壓力傳感器安裝在所述外殼內；

18、所述電力及傳輸設備至少包括電池、防水線纜和水下電磁感應耦合數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述水下電磁感應耦合數(shù)據(jù)傳輸裝置包括轉環(huán)、水上控制板、水上耦合器、水下耦合器、超級電容和補償電容；所述電池分別設置于所述柱狀水密艙內和所述外殼內；所述水上控制板、水上耦合器和補償電容設置在所述柱狀水密艙內，所述轉環(huán)、水下耦合器和超級電容設置在所述的纜繩和柱狀水密艙之間，所述轉環(huán)和所述水下耦合器之間通過所述防水線纜連接；

19、所述中央處理器內部集成有數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和通訊模塊；所述中央處理器設置于所述柱狀水密艙內，并通過所述防水線纜與所述水密接頭電連接；所述水密接頭通過所述防水線纜與所述通訊設備、防護設備、水體檢測設備和電力及傳輸設備電連接。

20、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述水下定位裝置包括基站和信標，所述基站安裝在所述浮體上，所述信標安裝在所述外殼內；所述雷達反射管和所述航標燈安裝在所述浮標上蓋的外表面。

21、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述電力及傳輸設備還包括若干太陽能光伏板，所述若干太陽能光伏板間隔地安裝在所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺的浮標上蓋上，所述太陽能光伏板通過所述柱狀水密艙頂部密封蓋上的水密接頭與所述艙桶內的中央處理器電連接。

22、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述水下定位裝置是水聲通信機。

23、在此技術方案的基礎上，進一步優(yōu)選地，所述水聲通信機是超短基線定位系統(tǒng)（usbl），包括usbl基站和usbl信標；所述usbl基站安裝在泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺的浮體的儀器井內；所述usbl信標安裝在泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺的錨系單元的外殼內。

24、本實用新型公開了一種易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，包括泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺和搭載在所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺上的附加設備，所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺包括通過纜繩連接的標體單元和錨系單元，所述錨系單元用于在投放后沉入水底錨定所述標體單元，所述標體單元作為所述附加設備采集錨定位置水體數(shù)據(jù)的平臺，所述標體單元包括：柱狀水密艙、浮體以及浮標上蓋。通過標體單元搭載不同功能的附加設備，可以提高整個系統(tǒng)的集成度，智能化程度更高，有利于大規(guī)模投放。

技術特征：

1.一種易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺和搭載在所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺上的附加設備，所述附加設備包括通訊設備、防護設備、水體監(jiān)測設備、電力及傳輸設備和中央處理器；其中，所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺包括通過纜繩連接的標體單元和錨系單元，所述錨系單元用于在投放后沉入水底錨定所述標體單元，所述標體單元作為所述附加設備采集錨定位置水體數(shù)據(jù)的平臺，所述標體單元包括：

2.如權利要求1所述的易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述柱狀水密艙包括艙桶和密封蓋，所述艙桶垂直貫穿所述浮體的中心，所述密封蓋突出于浮體的上表面；所述艙桶的底部封閉，所述艙桶的內部中空設置，所述艙桶的頂部由所述密封蓋密封；所述密封蓋的上方設有若干個水密接頭。

3.如權利要求2所述的易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述錨系單元包括外殼，所述外殼的頂部開放且側面設有錨系通孔，所述外殼的內部裝載纜盤，所述纜盤上纏繞所述纜繩。

4.如權利要求1所述的易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述浮體還設有上蓋板和下蓋板，且所述上蓋板和所述下蓋板之間通過貫穿所述浮體的長桿螺栓固定連接，所述上蓋板與所述柱狀水密艙的外壁固定連接。

5.如權利要求3所述的易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述纜繩與所述柱狀水密艙的底部相連，所述纜盤的中心孔內徑大于所述柱狀水密艙的外徑。

6.如權利要求1所述的易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊設備包括衛(wèi)星通訊設備，所述衛(wèi)星通訊設備安裝在所述剛性支撐骨架上；

7.如權利要求3所述的易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述水體監(jiān)測設備包括水上傳感器、水下傳感器和水底傳感器；所述水上傳感器包括氣象傳感器；所述水下傳感器包括水質傳感器、水中油傳感器、營養(yǎng)鹽傳感器、溫鹽度探查器、海流傳感器、聲吶傳感器或波浪傳感器中的至少一種；

8.如權利要求3所述易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電力及傳輸設備至少包括電池、防水線纜和水下電磁感應耦合數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述水下電磁感應耦合數(shù)據(jù)傳輸裝置包括轉環(huán)、水上控制板、水上耦合器、水下耦合器、超級電容和補償電容；所述電池分別設置于所述柱狀水密艙內和所述外殼內；所述水上控制板、水上耦合器和補償電容設置在所述柱狀水密艙內，所述轉環(huán)、水下耦合器和超級電容設置在所述的纜繩和柱狀水密艙之間，所述轉環(huán)和所述水下耦合器之間通過所述防水線纜連接。

9.如權利要求8所述易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器內部集成有數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和通訊模塊；所述中央處理器設置于所述柱狀水密艙內，并通過所述防水線纜與所述水密接頭電連接；所述水密接頭通過所述防水線纜與所述通訊設備、防護設備、水體檢測設備和電力及傳輸設備電連接。

10.如權利要求2所述易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電力及傳輸設備還包括若干太陽能光伏板，所述若干太陽能光伏板間隔地安裝在所述浮標上蓋上，所述太陽能光伏板通過所述柱狀水密艙頂部密封蓋上的水密接頭與所述艙桶內的中央處理器電連接。

技術總結
本技術提出了一種易于投放作業(yè)的泛水域監(jiān)測系統(tǒng)，包括泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺和搭載在所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺上的附加設備，所述泛水域監(jiān)測錨系浮標平臺包括通過纜繩連接的標體單元和錨系單元，所述錨系單元用于在投放后沉入水底錨定所述標體單元，所述標體單元作為所述附加設備采集錨定位置水體數(shù)據(jù)的平臺，所述標體單元包括：柱狀水密艙、浮體以及浮標上蓋。通過標體單元搭載不同功能的附加設備，可以提高整個系統(tǒng)的集成度，智能化程度更高，有利于大規(guī)模投放。

技術研發(fā)人員：孫兆華
受保護的技術使用者：南方科技大學
技術研發(fā)日：20241022
技術公布日：2024/12/26