一种自动上浮式水下数据无线采集与传输装置的制作方法

本发明涉及水下数据采集与传输装置，特别是一种自动上浮式水下数据无线采集与传输装置。

背景技术：

我国目前城市发展较快，为了满足人民日益增长的物质文化需要，各大城市在河流湖泊及近海新建了大量的旅游设施及交通设施，沿海地区通过造陆工程造就了大量土地及旅游区，用以满足城市的土地需求和文化需求。大中城市间通过桥梁、隧道、造地等方式新建了大量交通工程，以满足群众的交通需求，在这些大型工程的建设过程中，采集水域内地基和结构的参数数据是至关重要，人们只有通过分析这些数据才能保证工程的安全性和施工质量。为了掌握这些数据，需要进行数据的采集和传输。陆基数据的采集和传输方法较为成熟，但水域内工程又无法满足陆基数据采集发射的条件，造成水域内工程施工期数据采集和传输困难。

目前，用于水域内工程施工期数据采集和传输的方法主要有以下三种。一)水下采集存储法：将数据采集罐放置在水下，罐内放置存储卡，通过通讯自动采集数据，定期用船只提出罐体获取数据。优点是不干扰施工作业。缺点是不能及时获取数据，水上提罐困难，成本高，且费时费力效率低下。二)平台法：在水上搭设采集平台，把采集电缆引上平台，人工通过交通船爬上平台进行采集数据。缺点是对施工作业干扰较大，平台搭设成本高，需要根据天气和潮汐条件确定采集数据的时间，不能及时采集数据。三)水下超声法：数据采集罐放置在水下，将水上接收设备伸入水下，通过超声信号接受收数据。优点是不干扰施工作业。缺点是数据传输距离短，设备维护保养成本较高，效率较低。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种自动上浮式水下数据无线采集与传输装置，采用该装置能够及时自动获取数据，数据传输距离长，数据采集效率高，不干扰施工作业，并且该装置还具有维护保养成本低的优点。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种自动上浮式水下数据无线采集与传输装置，包括数据采集密封罐和供电控制密封罐，在所述数据采集密封罐内设有与水下监测仪器的仪器电缆连接的数据采集装置，所述数据采集装置通过数据传输线与天线连接，所述天线固定在所述供电控制密封罐的顶部；所述供电控制密封罐采用铁链与落放在水底泥面上的坠子连接，在所述铁链上连接有配重球，在所述供电控制密封罐上连接有上浮器，在所述供电控制密封罐内设有供电模块及其控制系统，所述供电模块用于给所述上浮器、所述数据采集装置和所述天线供电。

在所述数据采集装置上连接有存储卡。

所述上浮器设有紧急上浮装置。

在所述供电控制密封罐的顶部固接有天线保护罩，所述天线设置在所述天线保护罩内。

本发明具有的优点和积极效果是：通过将数据采集装置与供电模块及其控制系统分设在两个密封罐内，在供电控制密封罐的顶部设置天线、在供电控制密封罐上连接上浮器，使控制密封罐能够自动上浮或下潜，实现了水上天线数据传输和水下数据采集。控制密封罐下潜后，水下数据采集不但能够避免对施工作业的干扰，同时能够避免现场施工作业对仪器的损坏；控制密封罐上浮后，不但便于天线进行水上数据传输，还便于供电模块及其控制系统的维护保养以及电源更换，同时减少了数据采集密封罐的开启次数，进而减小了数据采集装置损坏的机率，减少了装置的运行成本。综上所述，本发明能够及时自动获取数据，数据传输距离长，数据采集效率高，不干扰施工作业，并且还具有维护保养成本低的优点，能够适用于无法实现陆基采集与发射工况下的江河湖海水下数据的采集与传输。

附图说明

图1为本发明发送数据时的结构示意图；

图2为本发明完成数据发送后的结构示意图。

图中：1、天线保护罩；2、天线；3、供电控制密封罐；4、配重球；5、仪器电缆；6、数据采集密封罐；7、数据传输线；8、上浮器；9、铁链；10、坠子。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1和图2，一种自动上浮式水下数据无线采集与传输装置，包括数据采集密封罐6和供电控制密封罐3，在所述数据采集密封罐6内设有与水下监测仪器的仪器电缆5连接的数据采集装置，所述数据采集装置通过数据传输线7与天线2连接，所述天线2固定在所述供电控制密封罐3的顶部。

所述供电控制密封罐3采用铁链9与落放在水底泥面上的坠子10连接，在所述铁链9上连接有配重球4，在所述供电控制密封罐3上连接有上浮器8，在所述供电控制密封罐3内设有供电模块及其控制系统，所述供电模块用于给所述上浮器8、所述数据采集装置和所述天线2供电。

天线2是数据采集装置的数据传输和发射设备。控制系统控制供电模块给上浮器8、数据采集装置和天线供电。数据采集装置负责水下监测仪器的数据并存储。配重球4能够保证供电控制密封罐3在上浮器8停止工作后自动下潜到预定深度水面下，防止因上浮器8平躺在水下泥面上造成淤积导致的供电控制密封罐3上浮困难。

在本实施例中，在所述数据采集装置上连接有存储卡，以确保数据安全。所述上浮器8设有紧急上浮装置，一旦供电模块的电压低于预设值，不能满足下次上浮需要时，立即启动，然后供电控制密封罐3将一直停留在水面，直到更换供电电源，重新设置紧急上浮器。为了防止天线2损坏，在所述供电控制密封罐3的顶部固接有天线保护罩1，所述天线2设置在所述天线保护罩1内。

本发明的工作原理：

控制系统控制供电模块给数据采集装置供电，数据采集装置采集来自水下监测仪器的监测数据并进行存储，待数据采集完成后，控制系统断开供电模块与数据采集装置之间的连接，数据采集装置停止运行。然后控制系统控制供电模块给上浮器供电，上浮器启动，带动供电控制密封罐3上浮到水面，再然后控制系统控制供电模块给天线2供电，启动天线2进行数据传输。完成数据传输任务后，控制系统断开供电模块与上浮器之间的连接，关闭上浮器8，供电控制密封罐3在配重球4的作用下自动下潜，直至配重球4落于水底泥面，此时供电控制密封罐3悬浮在水下预定深度，准备进行下一次数据采集任务及上浮。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种自动上浮式水下数据无线采集与传输装置，包括数据采集密封罐和供电控制密封罐，在所述数据采集密封罐内设有与水下监测仪器的仪器电缆连接的数据采集装置，所述数据采集装置通过数据传输线与天线连接，所述天线固定在所述供电控制密封罐的顶部；所述供电控制密封罐采用铁链与落放在水底泥面上的坠子连接，在所述铁链上连接有配重球，在所述供电控制密封罐上连接有上浮器，在所述供电控制密封罐内设有供电模块及其控制系统，所述供电模块用于给所述上浮器、所述数据采集装置和所述天线供电。本发明能够及时自动获取数据，数据传输距离长，数据采集效率高，不干扰施工作业，并且还具有维护保养成本低的优点。

技术研发人员：乔小利;张勇;李铁良;李明玉;韩冉冉
受保护的技术使用者：交通运输部天津水运工程科学研究所
技术研发日：2017.06.23
技术公布日：2017.09.01