[发明专利]一种水底仪器姿态监测设备

说明书

技术领域

本发明涉及监测设备，尤其涉及一种水底仪器姿态监测设备。

背景技术

海洋现场数据采集，尤其是实时连续观测，是海洋科学研究的的重要方法手段，一直受到海洋科学家的高度重视。过去四十多年来，海底边界层的三脚架（或四角架）观测是海洋科学研究的重要手段，然而关于支架投放和布置的稳定性问题，目前还没有相关的解决技术手段。座底三脚架观测一般采用自容仪器，由于电缆拖拽等不安全因素是造成极少采取在线采集方式的主要原因。

安装在支架上仪器设备的性能和数据的准确性受支架的投放和布置状态影响较大，尤其是一些声学观测设备，支架的状态直接影响观测效果。为此，需要采取有效措施对采集设备的姿态进行实时监测是很必要的。

一直以来，我们都在进行座底三脚架底边界层流的观测，但长期以来都存在如下问题：投放时无法保证测量支架正立，无法知道测量支架的状态以及观测过程中是否发生异常倾斜等问题。

一般情况下，支架投放触底时是不可能达到百分百正立，特别在水流比较急、泥沙流动大的区域，测量中途倾斜、倒下的概率是很高的。在进行此类测量时，一般会考虑潜水员来配合工作，由于水下仪器的测量周期一般为1-2天，在这48小时内，我们无法让潜水员多次下水探查，并且聘请潜水员费用高，测量成本过高。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种水底仪器姿态监测设备，利用水声通讯原理实时监测水下仪器姿态，以声光信号提示，操作方便灵活。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种水底仪器姿态监测设备，包括发射单元和接收单元，所述发射单元包括依次连接的姿态传感器、信号处理单元、驱动模块和发射装置，所述接收单元包括依次连接的接收装置、信号处理器、驱动器和提示单元。

进一步的，所述姿态传感器为角度变化感应器；所述角度变化感应器里设置有处于不同高度的若干个倾斜角度判断电极，还包含有当角度变化感应器倾斜时能触及倾斜角度判断电极的盐水，所述姿态传感器通过一水密封插头与信号处理单元连接。

更进一步的，所述姿态传感器里设置有4个倾斜角度判断电极，盐水浓度为20%。

进一步的，所述信号处理单元包括整形电路和单片机处理单元，所述整形电路输出高低电位输入单片机处理单元。

进一步的，所述发射装置为声纳发射头，由驱动模块经调制编码升压后的脉冲信号驱动。

进一步的，所述信号处理器包括输入过滤单元和信号处理调制单元。

更进一步的，所述信号处理调制单元由信号处理单片机完成信号的处理、调制后输入驱动模块。

更进一步的，所述驱动模块完成对接收信号的解码，输入提示单元。

更进一步的，所述提示单元由声音提示单元和光提示单元组成。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：本发明按照无线通讯的原理，规划了接收单元和发射单元。发射单元根据角度传感器输出的不同触电送出的导通信号，经过处理调制后转成调制高压，驱动换能头发送出去。接收机负责接收有效声信号处理，然后从信号里解调出对应的姿态信号，并驱动对应通道的声光。

附图说明

图1为本发明发射单元结构图；

图2为本发明接收单元结构图；

图3为姿态传感器结构原理示意图；

图4为本发明发射和接收单元的控制电路图；

图5为本发明的发射升压电路图；

图6为本发明的接收电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1、图2、图3所示，本发明一种水底仪器姿态监测设备，包括发射单元和接收单元，发射单元包括依次连接的姿态传感器、信号处理单元、驱动模块和发射装置，接收单元包括依次连接的接收装置、信号处理器、驱动器和提示单元。姿态传感器为角度变化感应器，设置有处于不同高度的4个倾斜角度判断电极，还包含有当角度变化感应器倾斜时能触及倾斜角度判断电极的浓度为20%的盐水，通过水密封插头与信号处理单元连接，该传感器可以选择目前市场上成熟技术的传感器，则精密度将大大提高，并且不会产生盐水腐蚀问题。信号处理单元包括整形电路和单片机处理单元，整形电路输出高低电位输入单片机处理单元。发射装置为声纳发射头，由驱动模块经调制编码升压后的脉冲信号驱动。信号处理器包括输入过滤单元和信号处理调制单元，完成信号输入过滤、处理、调制后，输出驱动，由驱动器根据事先定义好的编码规则对接听到的声信号进行解码，解码后的信号输出到对应的提示单元，提示单元由声音提示单元和光提示单元组成，可为喇叭和超高亮度的不同颜色的指示灯。