一种简易式水下多信号采集系统的制作方法

1.本实用新型涉及水下数据采集设备技术领域，特别涉及一种简易式水下多信号采集系统。


背景技术：

2.现有水下采集系统主要用于采集水下数据，目前常见的水下采集系统存在以下几点不足：
3.a)现有采集系统装置的设计未综合考虑整体的入海和回收操作体验，操作繁琐且过程中需要将采集系统装置整体放入海底，然后回收过程中动用回收缆绳装置进行1小时左右的多人作业；
4.b)针对这种自身本来就体积大、重量较大的采集系统装置，需要依托船只配备有缆绳回收装置才可以进行海上试验，海上试验成本居高不下；
5.c)考虑到需要整体装置本身沉入海底，也就要求重量必须大于远海水浮力，在采集系统装置选材和采集仓选材方面都高于海水密度，这就导致现有采集系统装置整体更加笨重，运输和转运更繁琐；
6.d)现有采集系统大多为读卡器式读取数据，尤其是声学采集系统、磁罗经采集系统和压力传感系统，在采集前和采集后都要进行设备拆装，数据读取不方便。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种简易式水下多信号采集系统，以解决现有水下采集系统打捞回收不方便的技术问题。
8.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
9.本实用新型提供了一种简易式水下多信号采集系统，包括浮球机构、舱体、多信号采集机构、配重块和电池；
10.浮球机构安装在舱体的上侧；
11.多信号采集机构安装在舱体上，用于对多种信号的进行采集，并对采集的多种信号进行存储；
12.配重块通过绳索吊挂在舱体的下侧，用于使舱体下潜到水下；
13.电池安装在舱体的内侧，且电池与多信号采集机构电连接。
14.进一步地，所述水下多信号采集系统还包括北斗定位模块，所述北斗定位模块安装在多信号采集机构上，用于对多信号采集系统进行定位，北斗定位模块与多信号采集机构电连接。
15.进一步地，所述水下多信号采集系统还包括磁罗经，所述磁罗经安装在舱体上，用于确定航向和观测物标方位，磁罗经与多信号采集机构电连接。
16.进一步地，所述浮球机构包括多个浮球、多根拉绳；多个浮球分别通过多根拉绳连接在舱体的上侧。
17.进一步地，所述舱体包括上固定板、多根立柱和下固定板；
18.上固定板通过多根立柱安装在下固定板上，拉绳与立柱的数量相等且分别对应，多根拉绳一端分别缠绕固定在多个立柱上，另一端分别连接在多个浮球上。
19.进一步地，多个立柱的上下两端均通过可拆卸的方式与上固定板、下固定板连接。
20.进一步地，所述多信号采集机构包括声磁电子舱、多个电子舱固定板、声信号采集模块、磁信号采集模块；
21.声磁电子舱通过多个电子舱固定板架设在舱体的内侧；
22.声信号采集模块安装在上固定板上，用于对声信号进行采集，并将采集的声信号存储到声磁电子舱内；
23.磁信号采集模块安装在多根立柱内，用于对磁信号进行采集，并将采集的磁信号存储到声磁电子舱内；
24.声磁电子舱、声信号采集模块、磁信号采集模块均与电池电连接。
25.进一步地，所述多信号采集机构还包括压力采集模块，压力采集模块安装在舱体上，压力采集模块用于对压力进行检测，并将检测的压力数值传输给声磁电子舱，压力采集模块与电池电连接。
26.进一步地，所述多信号采集机构还包括信号同步采集模块和信号数据处理模块；
27.信号同步采集模块和信号数据处理模块均分别与声信号采集模块、磁信号采集模块和压力采集模块电连接；
28.信号同步采集模块和信号数据处理模块均安装在声磁电子舱的内侧，信号同步采集模块用于对多种信号进行同步采集；
29.信号处理模块用于对声信号采集模块、磁信号采集模块和压力采集模块进行处理，分别得到声信号数据信息、磁信号数据信息和压力数据信息。
30.进一步地，所述多信号采集机构还包括多个信号传输接口；
31.多个信号传输接口均安装在声磁电子舱上，且多个信号传输接口均与信号数据处理模块电连接，多个信号传输接口分别用于传输声信号数据信息、磁信号数据信息和压力数据信息。
32.本实用新型的有益效果：
33.1)本实用新型采用低于海水密度的pp等非金属材质或者高强度、低密度的钛合金作为舱体的材质，并通过立柱连接有若干指定大小和浮力的浮球，实现整体的均衡状态，同时在舱体的下部通过绳索吊挂有适当重量的配重块，配重块为铅块，实现水下多信号采集系统整体的快速下沉，直至潜入到海底；在需要进行回收时，向水下多信号采集系统发送熔断信号，铅块与舱体之间的绳索断开，铅块与水下多信号采集系统整体分离，进而使舱体及上面安装的零部件自动浮出水面，并通过北斗定位模块进行快速定位，可实现精准打捞，打捞效率更加高效、且更加便捷；同时该方式也降低了打捞人员的劳动强度；
34.2)本实用新型采用集成式设计，包括声信号采集模块、磁信号采集模块、压力采集模块等，能采集多种不同的信号，这样不仅大幅简化水下多信号采集系统与外接传感器的联调，提高海上试验效率，同时还保证了多信号采集系统的整体可靠性和稳定性；
35.3)本实用新型在多信号采集机构的端部设计有多个信号传输接口，分别用于传输不同的信号数据信息，解决了读取数据需要反复拆装设备的繁琐问题，大幅降低了海上试
验人员读取和分析数据前所需的作业劳动，在一定程度上也缩短了海上试验时间；
36.4)本实用新型上的配重块与舱体采用绳索连接，在运输的过程中，可以分开运输，运输更加方便，同时由于本实用新型采用低于海水密度的pp等非金属材质或者高强度、低密度的钛合金作为舱体的材质，使得舱体的体积小、重量轻，在回收打捞的过程中，不需要单独配置船只，仅配备缆绳回收装置就可以进行海上试验，大幅降低海上试验成本。
附图说明
37.图1为本实用新型的结构实体图；
38.附图标记说明：
39.1、浮球机构；11、浮球；
40.2、舱体；21、上固定板；22、立柱；23、下固定板；
41.3、多信号采集机构；31、声磁电子舱；32、电子舱固定板；33、信号传输接口；34、声信号采集模块；
42.4、配重块。
具体实施方式
43.下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。在本实用新型的描述中，相关方位或位置关系为基于图1所示的方位或位置关系，其中，“上”、“下”是指图1的上下方向，以图1为例，垂直纸面向上为上，垂直纸面向下为下，垂直纸面向左为左，垂直纸面向右为右，垂直纸面向内为前，垂直纸面向外为后，左右方向为横向，上下方向为竖向。需要理解的是，这些方位术语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。
44.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“安装”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.另外，在本实用新型中的“第一”、“第二”等描述，仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或顺序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
46.参照图1，一种简易式水下多信号采集系统，包括浮球机构1、舱体2、多信号采集机构3、配重块4和电池；
47.浮球机构1安装在舱体2的上侧；
48.多信号采集机构3安装在舱体2上，用于对多种信号的进行采集，并对采集的多种信号进行存储；
49.配重块4通过绳索吊挂在舱体2的下侧；配重块4主要是增加水下多信号采集系统整体下沉速度，在配重块4通过声学信号触发后，配重块4和舱体2之间开始分离，舱体2在多
个浮球11的作用下，快速上升，直至浮出水面，配重块4与舱体2的连接方式为柔性连接，通过声学信号进行触发。
50.电池安装在舱体2的内侧，且电池与多信号采集机构3电连接。
51.在本实施例中，所述水下多信号采集系统还包括北斗定位模块，所述北斗定位模块安装在多信号采集机构3上，用于对多信号采集系统进行定位，北斗定位模块与多信号采集机构3电连接。
52.在本实施例中，所述水下多信号采集系统还包括磁罗经，所述磁罗经安装在舱体2上，用于确定航向和观测物标方位，磁罗经与多信号采集机构3电连接。
53.在本实施例中，所述浮球机构1包括多个浮球11、多根拉绳；多个浮球11分别通过多根拉绳连接在舱体2的上侧；所述浮球11的数量设置有四个，拉绳选用凯夫拉绳，四个浮球11分别通过四根凯夫拉绳柔性连接在舱体2上。
54.在本实施例中，所述舱体2包括上固定板21、多根立柱22和下固定板23；
55.上固定板21通过多根立柱22安装在下固定板23上，拉绳与立柱22的数量相等且分别对应，多根拉绳一端分别缠绕固定在多个立柱22上，另一端分别连接在多个浮球11上。
56.立柱22的数量设置为四根，所述上固定板21和下固定板23上开设有多个排水孔，四根凯夫拉绳分别穿过上固定板21上对应的排水孔柔性连接在四根立柱22上。
57.在本实施例中，多个立柱22的上下两端均通过可拆卸的方式与上固定板21、下固定板23连接。
58.在本实施例中，上固定板21和下固定板23的材质均采用低于海水密度的pp等非金属材质或者高强度、低密度的钛合金；非金属材质如尼龙等，上固定板21和下固定板23的厚度为20mm。
59.本实用新型采用低于海水密度的pp等非金属材质或者高强度、低密度的钛合金作为舱体2的材质，并通过立柱22连接有若干指定大小和浮力的浮球11，实现整体的均衡状态，同时在舱体2的下部通过绳索吊挂有适当重量的配重块4，配重块4为铅块，实现水下多信号采集系统整体的快速下沉，直至潜入到海底；在需要进行回收打捞时，向水下多信号采集系统发送熔断信号，铅块与舱体2之间的绳索断开，铅块与水下多信号采集系统整体分离，进而使舱体2及上面安装的零部件自动浮出水面，并通过北斗定位模块进行快速定位，可实现精准打捞，打捞效率更加高效、且更加便捷；同时该方式也降低了打捞人员的劳动强度。
60.在本实施例中，所述多信号采集机构3包括声磁电子舱31、多个电子舱固定板32、声信号采集模块34、磁信号采集模块；
61.声磁电子舱31通过多个电子舱固定板32架设在舱体2的内侧；
62.声信号采集模块34安装在上固定板21上，用于对声信号进行采集，并将采集的声信号存储到声磁电子舱31内；
63.磁信号采集模块安装在多根立柱22内，用于对磁信号进行采集，并将采集的磁信号存储到声磁电子舱31内；
64.声磁电子舱31、声信号采集模块34、磁信号采集模块均与电池电连接。
65.在本实施例中，所述多信号采集机构3还包括压力采集模块，压力采集模块安装在舱体2上，压力采集模块用于对压力进行检测，并将检测的压力数值传输给声磁电子舱31，
压力采集模块与电池电连接。
66.本实用新型采用集成式设计，包括声信号采集模块34、磁信号采集模块、压力采集模块等，能采集多种不同的信号，这样不仅大幅简化水下多信号采集系统与外接传感器的联调，提高海上试验效率，同时还保证了多信号采集系统的整体可靠性和稳定性。
67.在本实施例中，所述声信号采集模块34包括矢量球传感器和信号放大器；
68.矢量球传感器和信号放大器均安装在上固定板21上，矢量球传感器用于采集声信号，信号放大器用于将采集的声信号放大并传输到声磁电子舱31内。
69.在本实施例中，所述多信号采集机构3还包括信号同步采集模块和信号数据处理模块；
70.信号同步采集模块和信号数据处理模块均分别与声信号采集模块34、磁信号采集模块和压力采集模块电连接；
71.信号同步采集模块和信号数据处理模块均安装在声磁电子舱31的内侧，信号同步采集模块用于对多种信号进行同步采集；
72.信号处理模块用于对声信号采集模块34、磁信号采集模块和压力采集模块进行处理，分别得到声信号数据信息、磁信号数据信息和压力数据信息。
73.在本实施例中，所述多信号采集机构3还包括多个信号传输接口33；
74.多个信号传输接口33均安装在声磁电子舱31上，且多个信号传输接口33均与信号数据处理模块电连接，多个信号传输接口33分别用于传输声信号数据信息、磁信号数据信息和压力数据信息。
75.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种简易式水下多信号采集系统，其特征在于：包括浮球机构(1)、舱体(2)、多信号采集机构(3)、配重块(4)和电池；浮球机构(1)安装在舱体(2)的上侧；多信号采集机构(3)安装在舱体(2)上，用于对多种信号的进行采集，并对采集的多种信号进行存储；配重块(4)通过绳索吊挂在舱体(2)的下侧，用于使舱体(2)下潜到水下；电池安装在舱体(2)的内侧，且电池与多信号采集机构(3)电连接。2.根据权利要求1所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，还包括北斗定位模块，所述北斗定位模块安装在多信号采集机构(3)上，用于对多信号采集系统进行定位，北斗定位模块与多信号采集机构(3)电连接。3.根据权利要求1所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，还包括磁罗经，所述磁罗经安装在舱体(2)上，用于确定航向和观测物标方位，磁罗经与多信号采集机构(3)电连接。4.根据权利要求1所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，所述浮球机构(1)包括多个浮球(11)、多根拉绳；多个浮球(11)分别通过多根拉绳连接在舱体(2)的上侧。5.根据权利要求3所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，所述舱体(2)包括上固定板(21)、多根立柱(22)和下固定板(23)；上固定板(21)通过多根立柱(22)安装在下固定板(23)上，拉绳与立柱(22)的数量相等且分别对应，多根拉绳一端分别缠绕固定在多个立柱(22)上，另一端分别连接在多个浮球(11)上。6.根据权利要求5所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，多个立柱(22)的上下两端均通过可拆卸的方式与上固定板(21)、下固定板(23)连接。7.根据权利要求5所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，所述多信号采集机构(3)包括声磁电子舱(31)、多个电子舱固定板(32)、声信号采集模块(34)、磁信号采集模块；声磁电子舱(31)通过多个电子舱固定板(32)架设在舱体(2)的内侧；声信号采集模块(34)安装在上固定板(21)上，用于对声信号进行采集，并将采集的声信号存储到声磁电子舱(31)内；磁信号采集模块安装在多根立柱(22)内，用于对磁信号进行采集，并将采集的磁信号存储到声磁电子舱(31)内；声磁电子舱(31)、声信号采集模块(34)、磁信号采集模块均与电池电连接。8.根据权利要求7所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，所述多信号采集机构(3)还包括压力采集模块，压力采集模块安装在舱体(2)上，压力采集模块用于对压力进行检测，并将检测的压力数值传输给声磁电子舱(31)，压力采集模块与电池电连接。9.根据权利要求8所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，所述多信号采集机构(3)还包括信号同步采集模块和信号数据处理模块；信号同步采集模块和信号数据处理模块均分别与声信号采集模块(34)、磁信号采集模块和压力采集模块电连接；信号同步采集模块和信号数据处理模块均安装在声磁电子舱(31)的内侧，信号同步采
集模块用于对多种信号进行同步采集；信号处理模块用于对声信号采集模块(34)、磁信号采集模块和压力采集模块进行处理，分别得到声信号数据信息、磁信号数据信息和压力数据信息。10.根据权利要求9所述的简易式水下多信号采集系统，其特征在于，所述多信号采集机构(3)还包括多个信号传输接口(33)；多个信号传输接口(33)均安装在声磁电子舱(31)上，且多个信号传输接口(33)均与信号数据处理模块电连接，多个信号传输接口(33)分别用于传输声信号数据信息、磁信号数据信息和压力数据信息。

技术总结
本实用新型涉及水下数据采集设备技术领域，具体为一种简易式水下多信号采集系统，包括浮球机构、舱体、多信号采集机构、配重块、电池和北斗定位模块；浮球机构安装在舱体的上侧；多信号采集机构安装在舱体上，北斗定位模块安装在多信号采集机构上；配重块通过绳索吊挂在舱体的下侧，用于使舱体下潜到水下；电池安装在舱体的内侧，且电池与多信号采集机构电连接。本实用新型集多种信号采集与一体，配重块采用绳索与舱体连接，数据采集完成之后，将配重块与舱体之间的绳索熔断，使舱体浮在水面上，并通过北斗定位模块快速定位，可实现高效的打捞回收，降低了打捞人员的劳动强度，节省了试验的综合成本。了试验的综合成本。了试验的综合成本。


技术研发人员：蒋成信 刘威 张熙 张宇航 孙坚 陈年强 李厚锦 戴国柱 彭曦 梁闽 彭莉莉 郭峻杰 盛婷
受保护的技术使用者：长沙军民先进技术研究有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/7/5