海洋水文实时监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种海洋水文实时监测系统。它解决了现有技术设计不够合理的问题，包括监测壳体、水文信息采集传感器、海洋组分传感器、单片机、无线通讯设备、上位机、供电模块、电源管理模块、发电壳体、端盖、涡轮发电组件、洋流导入组件和锥形导流筒体，锥形导流筒体周向内侧具有螺旋导流结构，监测壳体周向转动设置在固定底座上，在固定底座底部设有若干固定桩，监测壳体和固定底座之间设有周向位置调整机构。优点在于：集成多种采集设备为一体，可以采集海洋水文信息、多种海洋组分信息等，并能将采集信息实时无线上传上位机；实现自动调整自身姿态从而利用洋流进行发电，无需定期维护或更换电池。

Real time monitoring system of marine hydrology

【技术实现步骤摘要】
海洋水文实时监测系统
本专利技术属于海洋生态环境检测设备
，具体涉及一种海洋水文实时监测系统。
技术介绍
海洋因拥有丰富的生物、矿产等资源成为经济发展的重要支点,是解决人口膨胀、资源短缺和环境恶化的重要出路；海洋因巨大的水域面积和储水量成为影响全球气候、碳循环等的重要因素,是研究人类生存环境的重要对象；海洋因其复杂性、独特性等特点成为人类探索未知世界的主要方向,是科学和技术创新的重要舞台海洋因其通透性和天然地理格局成为重要的国防屏障,受到世界各国的高度重视。现有技术中，人们为了直观地观测海底生物的情况，一般会通过船舶向海底放置各种探测仪器，例如，用于采集海水水文信息的水文信息采集模块以及多种海洋组分传感器，但是现有技术中无法实现采集数据的实时传输，需要将设备打捞出来才能获得采集信息，使得信息获取具有一定的延时性，这样无疑对海洋水文监测造成了较大的不便。为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种基于无线传感器网络的海洋水文信息获取系统[201120067857.7]，本系统包括：水下传感器节点，采集需要的海洋水文信息，通过水声通信技术将信息通过多跳的方式传送到水面转发节点；水面转发节点，接收水下传感器节点发来的数据并将其发送给通信卫星；通信卫星，接收水面转发节点发来的数据并将其转发到地面控制中心；控制中心，接收水面转发节点的数据，完成数据的处理以及对网络的控制。上述方案在一定程度上解决了现有海洋水文信息采集无法实时传输的问题，然而该方案中依然存在诸多不足，例如，监测信息种类较为单一，无法长时间进行工作，需要定期维护确保电量能支持其正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，能长时间工作且具有实时传输功能的海洋水文实时监测系统。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：本海洋水文实时监测系统，包括具有设备安装腔的监测壳体，所述的监测壳体内设有水文信息采集传感器和海洋组分传感器，所述的水文信息采集模块和海洋组分传感器均与单片机相连，且所述的单片机通过无线通讯设备和上位机相连，且所述的单片机和设置在监测壳体内的供电模块相连，其特征在于，所述的供电模块连接有电源管理模块，所述的监测壳体上端固定设有呈圆筒状的发电壳体，且所述的发电壳体一端通过端盖封闭，另一端敞口，且所述的发电壳体内转动设有与供电模块相连的涡轮发电组件，且所述的端盖上设有与涡轮发电组件相连通的洋流导入组件，所述的发电壳体具有端盖的一端连接有呈锥形筒状的锥形导流筒体，所述的锥形导流筒体周向内侧具有与洋流导入组件相连通的螺旋导流结构，所述的监测壳体周向转动设置在固定底座上，在固定底座底部设有若干固定桩，且所述的监测壳体和固定底座之间设有与单片机相连且能带动监测壳体周向转动的周向位置调整机构。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的涡轮发电组件包括周向转动穿设于端盖中心的旋转轴，所述的端盖远离发电壳体一侧设有位于锥形导流筒体周向内侧的发电安装壳体，所述的旋转轴一端延伸至发电安装壳体内且与设置在发电安装壳体内的发电机相连，且所述的发电机通过电源转换模块和供电模块相连，所述的旋转轴另一端延伸至发电壳体周向内侧且在旋转轴端部固定设有转动涡轮。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的发电安装壳体呈圆锥筒状且发电安装壳体与端盖相连的一端直径大小至另一端直径大小逐渐变小，且所述的发电安装壳体周向外侧设有螺旋结构，且所述的洋流导入组件分别位于发电安装壳体与端盖相连的一端周向外侧。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的螺旋结构包括设置在发电安装壳体周向外侧且自一端向另一端依次分布设置的外螺旋凸筋，所述的发电安装壳体周向内侧具有与外螺旋凸筋相匹配的内螺旋凹槽，所述的外螺旋凸筋外侧设有聚四氟乙烯防护层且所述的外螺旋凸筋最下端朝向洋流导入组件。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的螺旋导流结构包括设置在锥形导流筒体周向内侧的内螺旋凸筋，且所述的内螺旋凸筋自锥形导流筒体一端延伸至另一端。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的发电壳体远离端盖的一端具有朝向监测壳体倾斜设置的导流板，且所述的水文信息采集传感器和海洋组分传感器延伸至监测壳体外侧且位于导流板下方，且所述的海洋组分传感器为海水水质监测盐度传感器、海水温度测量传感器、海水重金属传感器和海水浊度传感器中的任意一种或多种组合。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的周向位置调整机构包括设置在监测壳体内且分别和单片机以及供电模块相连的调整电机，所述的调整电机的电机轴延伸至监测壳体外侧且通过固定连接结构和固定底座相连，且所述的监测壳体和固定底座之间设有若干周向转动密封结构。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的固定连接结构包括套设在调整电机的电机轴上且通过第一紧固件和电机轴相连的固定套管，所述的固定底座上设有安装座，且所述的安装座具有供固定套管插入的安装槽，且所述的固定套管通过第二紧固件固定设置在安装槽内。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的周向转动密封结构以固定套管的中轴线为圆心周向由内向外依次设置，且所述的周向转动密封结构包括设置在固定底座上端或监测壳体下端的环形密封环，所述的监测壳体下端或固定底座上端设有与环形密封环相对应的环形密封槽，且所述的环形密封环转动设置在环形密封槽内且环形密封环和环形密封槽之间设有环形密封圈。在上述的海洋水文实时监测系统中，所述的洋流导入组件包括若干设置在端盖周向外侧且位于发电安装壳体靠近端盖一端周向外侧的弧形导流孔，所述的弧形导流孔均与转动涡轮相对应且所述的弧形导流孔均沿竖直方向设置；或者，所述的弧形导流孔均沿同一方向倾斜设置。与现有的技术相比，本专利技术的优点在于：1、能长时间工作，集成多种采集设备为一体，可以采集海洋水文信息、多种海洋组分信息等，并能将采集信息实时无线上传上位机；2、实现自动调整自身姿态从而利用洋流进行发电，无需定期维护或更换电池。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中A处放大图；图3是本专利技术的局部结构示意图；图4是本专利技术的结构框图；图中，监测壳体1、周向位置调整机构11、调整电机111、第一紧固件112、固定套管113、安装座114、安装槽115、第二紧固件116、环形密封环117、环形密封槽118、环形密封圈119、水文信息采集传感器2、海洋组分传感器3、海水水质监测盐度传感器31、海水温度测量传感器32、海水重金属传感器33、海水浊度传感器34、单片机4、无线通讯设备5、上位机6、供电模块61、电源管理模块62、发电壳体7、端盖71、弧形导流孔711、导流板72、涡轮发电组件8、旋转轴81、发电安装壳体82、外螺旋凸筋821、内螺旋凹槽822、聚四氟乙烯防护层823、发电机83、电源转换模块84、转动涡轮85、锥形导流筒体9、内螺旋凸筋91、固定底座10、固定桩101。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋水文实时监测系统，包括具有设备安装腔的监测壳体(1)，所述的监测壳体(1)内设有水文信息采集传感器(2)和海洋组分传感器(3)，所述的水文信息采集模块和海洋组分传感器(3)均与单片机(4)相连，且所述的单片机(4)通过无线通讯设备(5)和上位机(6)相连，且所述的单片机(4)和设置在监测壳体(1)内的供电模块(61)相连，其特征在于，所述的供电模块(61)连接有电源管理模块(62)，所述的监测壳体(1)上端固定设有呈圆筒状的发电壳体(7)，且所述的发电壳体(7)一端通过端盖(71)封闭，另一端敞口，且所述的发电壳体(7)内转动设有与供电模块(61)相连的涡轮发电组件(8)，且所述的端盖(71)上设有与涡轮发电组件(8)相连通的洋流导入组件，所述的发电壳体(7)具有端盖(71)的一端连接有呈锥形筒状的锥形导流筒体(9)，所述的锥形导流筒体(9)周向内侧具有与洋流导入组件相连通的螺旋导流结构，所述的监测壳体(1)周向转动设置在固定底座(10)上，在固定底座(10)底部设有若干固定桩(101)，且所述的监测壳体(1)和固定底座(10)之间设有与单片机(4)相连且能带动监测壳体(1)周向转动的周向位置调整机构(11)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种海洋水文实时监测系统，包括具有设备安装腔的监测壳体(1)，所述的监测壳体(1)内设有水文信息采集传感器(2)和海洋组分传感器(3)，所述的水文信息采集模块和海洋组分传感器(3)均与单片机(4)相连，且所述的单片机(4)通过无线通讯设备(5)和上位机(6)相连，且所述的单片机(4)和设置在监测壳体(1)内的供电模块(61)相连，其特征在于，所述的供电模块(61)连接有电源管理模块(62)，所述的监测壳体(1)上端固定设有呈圆筒状的发电壳体(7)，且所述的发电壳体(7)一端通过端盖(71)封闭，另一端敞口，且所述的发电壳体(7)内转动设有与供电模块(61)相连的涡轮发电组件(8)，且所述的端盖(71)上设有与涡轮发电组件(8)相连通的洋流导入组件，所述的发电壳体(7)具有端盖(71)的一端连接有呈锥形筒状的锥形导流筒体(9)，所述的锥形导流筒体(9)周向内侧具有与洋流导入组件相连通的螺旋导流结构，所述的监测壳体(1)周向转动设置在固定底座(10)上，在固定底座(10)底部设有若干固定桩(101)，且所述的监测壳体(1)和固定底座(10)之间设有与单片机(4)相连且能带动监测壳体(1)周向转动的周向位置调整机构(11)。


2.根据权利要求1所述的海洋水文实时监测系统，其特征在于，所述的涡轮发电组件(8)包括周向转动穿设于端盖(71)中心的旋转轴(81)，所述的端盖(71)远离发电壳体(7)一侧设有位于锥形导流筒体(9)周向内侧的发电安装壳体(82)，所述的旋转轴(81)一端延伸至发电安装壳体(82)内且与设置在发电安装壳体(82)内的发电机(83)相连，且所述的发电机(83)通过电源转换模块(84)和供电模块(61)相连，所述的旋转轴(81)另一端延伸至发电壳体(7)周向内侧且在旋转轴(81)端部固定设有转动涡轮(85)。


3.根据权利要求2所述的海洋水文实时监测系统，其特征在于，所述的发电安装壳体(82)呈圆锥筒状且发电安装壳体(82)与端盖(71)相连的一端直径大小至另一端直径大小逐渐变小，且所述的发电安装壳体(82)周向外侧设有螺旋结构，且所述的洋流导入组件分别位于发电安装壳体(82)与端盖(71)相连的一端周向外侧。


4.根据权利要求3所述的海洋水文实时监测系统，其特征在于，所述的螺旋结构包括设置在发电安装壳体(82)周向外侧且自一端向另一端依次分布设置的外螺旋凸筋(821)，所述的发电安装壳体(82)周向内侧具有与外螺旋凸筋(821)相匹配的内螺旋凹槽(822)，所述的外螺旋凸筋(821)外侧设有聚四氟乙烯防护层(823)且所述的外螺旋凸筋(821)最下端朝向洋流导入组件。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冲，蒋婵娟，张佳楠，刘小奇，
申请(专利权)人：浙江省海洋技术服务中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33