[发明专利]水下传感器装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2010年3月5日的美国专利申请序列No.61/311,230的优先权，其全部内容通过引用并入此处。

背景技术

水的现象的许多征象对海洋学家、水文学家和测船师，以及对水面上的或水下的船只的船长和船员们具有价值。例如，水的温度、深度、传导性、盐度、声速、光学性质、营养物质可用性等，可以为许多不同的用途提供有价值的信息。此信息可被用于扩展一般海洋参数的知识库，或可用于导航、声纳通信和类似用途。

从历史上看，使用从船舶降下的仪器或需要收回的锚定仪器阵列，已经了完成数据收集。载人船只在公海的经营成本往往是昂贵的。此外，船只可用度不能总得到保证。海洋学实验因此在许多情况下被一些预期研究的现象以外的其他因素限制。

有众多的装置可用来测量各种海洋参数。一种常见装置由连接到大的金属莲座轮的成组的小的触针组成。通过电缆将莲座状应变仪器（rosette）降下到达海底，并通过导电电缆连接该装置到远程操作计算机以观察的水的性质。在其他系统中，通过电缆降下仪器到水下并且数据被记录在船上的数据记录器上。然后，数据被转移到另一台计算机用于检查和分析。然而，这些和其它已知的装置具有许多缺点。大多数现有的器件需要额外的设备，如单独的计算机或其他的器件，以与将传感器装置连接到该计算机的其他的连接器和电缆一起检查数据。另一种常见的缺点是观察所收集的数据的延迟，因为下载和处理数据是复杂和耗时的。许多现有的水下传感器装置的操作和部署是繁琐的，并且可能需要特殊的绞车进行操作。此外，现有的水下传感器装置需要用户现场记录每个投放和收回点以记录每次部署的位置、时间和日期。

发明内容

本公开的实施方式的目的是提供水下传感器装置，其带有内置显示器件或图形用户界面，可以不需要单独的计算机而能从该装置进行数据输入、审查和下载。

本公开的实施方式的另一目的是提供水下传感器装置，其具有纳入其中的全球定位系统（GPS）功能以自动记录位置、时间和日期信息。

本公开的实施方式的目的是提供水下传感器装置，其具有整合在其中的收发器，或更具体而言其具有整合在其中的蓝牙功能，以传送该装置所收集的数据。

本公开的实施方式的另一目的是提供水下传感器装置，其具有用于稳定和控制方向的载荷功能。

本公开的实施方式的目的是提供水下传感器装置，其具有小尺寸，使得该装置可以掌握在用户的手中、可放在用户的口袋中或易于连接到钓鱼线上。

本公开的实施方式的另一目的是提供水下传感器装置，其具有有快速响应性能的传感器，因此该装置在快速下潜时可收集高分辨率的数据。

本公开的实施方式的目的是提供水下传感器装置，其具有位于通道内的传感器，以免传感器受到损坏。

本公开的实施方式的另一目的是提供水下传感器装置，其具有通道和位于该通道内的传感器，以消除对可促进传感器上的水流速度的泵系统的需要。

本公开的实施方式的目的是提供水下传感器装置，其具有磁性开关，以对系统供电或断电并便于用户现场输入。

本公开的实施方式的目的，提供水下传感器装置，其容易投放。

示例性实施方式包括对水环境数据进行监测和收集的系统，该系统包括潜水外壳、安装到外壳上的一个或多个传感器、配置在外壳内的控制器、安装到外壳上图形的用户界面、设置在外壳内的GPS接收器和设置在外壳内的收发器。潜水外壳限定了定向的延伸穿过其中的通道，以使当系统在水中下潜和移动时水流动通过该通道。该通道可有第一端和第二端，且每一端是近似漏斗形状的。在示例性实施方式中，该通道可以定义一个或多个接入点，并且所述传感器中的一个或多个可通过接入点延伸到通道中。压力校准模块可操作地连接该一个或多个传感器到潜水外壳上。

控制器可操作地连接到该一个或多个传感器上，并控制其操作。在示例性实施方式中，传感器包括以下的一个或多个：温度传感器、电导率电极和压力传感器。该一个或多个传感器收集所选择的水环境数据，且图形用户界面显示水环境。接口模块可提供传感器与图形用户界面之间的电互连。收发器将水环境数据发送到远程数据收集系统。GPS收集地理数据，并通过收发器将地理数据中的至少一些发送到远程数据收集系统。