一種基于光纖通信的探測裝置、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及海洋環(huán)境信息監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖通信的探測裝 置、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 投棄式溫度探頭（expendablebathythermograph，簡稱XBT)，可以在不影響船艦 航行狀態(tài)下，快速獲取海洋溫度剖面，用來解決船艦在機(jī)動狀態(tài)下的海洋環(huán)境參數(shù)測量問 題，同時也是海洋調(diào)查、水聲探測等方面非常重要的測量裝備和測量手段。
[0003] XBT主要由姿態(tài)控制部件、溫度傳感器、信號傳輸線等組成。探頭上的姿態(tài)控制部 件，使探頭按照一定的規(guī)律在海水中下降。投放XBT后，當(dāng)探頭到達(dá)海面時，數(shù)據(jù)采集板上 的計時器開始計時，這樣由探頭的下降速度和下降時間，就可以計算出探頭在海水中的深 度值；同時，裝在探頭前端的溫度傳感器，把海水的溫度值按一定的規(guī)律，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電 阻值，并通過信號傳輸線，把溫度傳感器的電阻值，實時地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中用于采樣。 根據(jù)電阻值就可以計算出當(dāng)前海水的溫度值，從而得到海水的溫度深度剖面。中國專利 (申請?zhí)朇N201020223746. 6)提出了一種XBT的設(shè)計方法，包括拋棄式探頭組合、發(fā)射裝置 等。該專利所述設(shè)計方法利用水面采集系統(tǒng)采集探頭中溫度傳感器的阻值，海洋深度數(shù)據(jù) 通過探頭下降時間估計得到，這種方式獲得的深度數(shù)據(jù)精度不夠，重復(fù)性與一致性也較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的，在于提供一種基于光纖通信的探測裝置、系統(tǒng)及方法，利用光纖通 信系統(tǒng)可以將探測裝置中分別獲取的與海洋深度、溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)實時傳遞給上位機(jī)，上 位機(jī)再把相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給計算機(jī)。本發(fā)明利用溫度傳感器和壓力傳感器直接測量海洋溫度 和深度數(shù)據(jù)，更加準(zhǔn)確的測量海水深度數(shù)據(jù)，獲得的深度數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性高，重復(fù)性與一致 性較好；利用光纖通訊抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)等特點，將拋棄式探頭中數(shù) 據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)實時地傳遞至計算機(jī)，解決了需要通過探頭下降時間估計海洋深度 的問題，對探頭的下降速度及投放方式?jīng)]有限制。
[0005] 第一方面，本發(fā)明提供了一種基于光纖通信的探測裝置，包括壓力采集模塊、溫度 采集模塊、處理器和電光轉(zhuǎn)換模塊；
[0006] 壓力采集模塊用于采集壓力信號，并將壓力信號發(fā)送給所述處理器；
[0007] 溫度采集模塊用于采集溫度信號，并將溫度信號發(fā)送給所述處理器；
[0008] 處理器用于將壓力信號和溫度信號發(fā)送給電光轉(zhuǎn)換模塊；
[0009] 電光轉(zhuǎn)換模塊用于分別將壓力信號轉(zhuǎn)換為第一光信號，以及將溫度信號轉(zhuǎn)換為第 二光信號，并進(jìn)行發(fā)送。
[0010] 優(yōu)選地，壓力采集模塊包括壓力傳感器、放大電路以及發(fā)送單元；
[0011] 壓力傳感器用于采集壓力信號；
[0012] 放大電路用于將壓力信號進(jìn)行放大處理；
[0013] 發(fā)送單元用于將處理后的壓力信號發(fā)送給處理器。
[0014] 優(yōu)選地，溫度采集模塊包括：溫度傳感器、調(diào)理電路以及發(fā)送單元；
[0015] 溫度傳感器用于采集所述溫度信號；
[0016] 調(diào)理電路用于對溫度信號進(jìn)行調(diào)制處理；
[0017] 發(fā)送單元用于將調(diào)制處理后的溫度信號發(fā)送給所述處理器。
[0018] 優(yōu)選地，處理器包括：
[0019] 接收單元和發(fā)送單元；
[0020] 接收單元分別接收壓力采集模塊發(fā)送的壓力信號和溫度采集模塊發(fā)送的溫度信 號；
[0021] 發(fā)送單元將壓力信號以及溫度信號發(fā)送給電光轉(zhuǎn)換模塊。
[0022] 第二方面，本發(fā)明提供了一種基于光纖通信的探測系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1所述 的裝置、上位機(jī)和計算機(jī)；
[0023] 上位機(jī)接收所述電光轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的第一光信號和第二光信號，并將第一光信號 和第二光信號轉(zhuǎn)換為第一電信號和第二電信號，再將第一電信號和第二電信號發(fā)送給計算 機(jī)；
[0024] 計算機(jī)根據(jù)第一電信號，確定海洋深度信息；
[0025] 計算機(jī)根據(jù)第二電信號，確定海洋溫度信息。
[0026] 優(yōu)選地，上位機(jī)包括光電轉(zhuǎn)換模塊和485總線模塊；
[0027] 光電轉(zhuǎn)換模塊用于接收電光轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的第一光信號和第二光信號，并將第一 光信號和第二光信號轉(zhuǎn)換為第一電信號和第二電信號；
[0028] 上位機(jī)通過485總線模塊將第一電信號和第二電信號發(fā)送給計算機(jī)。
[0029] 第三方面，本發(fā)明提供了一種基于光纖通信的探測方法，所述方法包括：
[0030] 采集壓力信號；
[0031] 采集溫度信號；
[0032] 將壓力信號轉(zhuǎn)換為第一光信號，以及將溫度信號轉(zhuǎn)換為第二光信號；
[0033] 將第一光信號和第二光信號分別轉(zhuǎn)換為第一電信號和第二電信號，再將第一電信 號和第二電信號進(jìn)行發(fā)送；
[0034] 根據(jù)第一電信號確定海洋深度信息；
[0035] 根據(jù)第二電信號確定海洋溫度信息。
[0036] 本發(fā)明提供的一種基于光纖通信的溫深度探測裝置、系統(tǒng)及方法，利用光纖通信 系統(tǒng)可以將探測裝置中分別獲取的與海洋深度、溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)實時傳遞給上位機(jī)，上位 機(jī)再把相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給計算機(jī)。本發(fā)明利用溫度傳感器和壓力傳感器直接測量海洋溫度和 深度數(shù)據(jù)，更加準(zhǔn)確的測量海水深度數(shù)據(jù)，獲得的深度數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性高，重復(fù)性與一致性 較好；利用光纖通訊抗干擾能力強(qiáng)，傳輸速率高，傳輸距離遠(yuǎn)等特點，將拋棄式探頭中數(shù)據(jù) 采集模塊采集的數(shù)據(jù)實時地傳遞至計算機(jī)，解決了需要通過探頭下降時間估計海洋深度的 問題，對探頭的下降速度及投放方式?jīng)]有限制。
【附圖說明】
[0037] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于光纖通信的探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為壓力采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3為溫度采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖4為壓力采集模塊中的壓力傳感器及放電電路工作原理圖；
[0041] 圖5為溫度采集模塊中的溫度傳感器及調(diào)理電路工作原理圖；
[0042]圖6為本發(fā)明實施例提供的一種基于光纖通信的探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0044] 第一方面，本發(fā)明提供了一種基于光纖通信的探測裝置，圖1為本發(fā)明實施例提 供的一種基于光纖通信的探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該裝置包括：
[0045] 壓力采集模塊10、溫度采集模塊20、處理器30、電光轉(zhuǎn)換模塊40;
[0046] 壓力采集模塊10包括壓力傳感器101、放大電路102以及發(fā)送單元103 (如圖2所 示）。壓力傳感器101用于采集海水的壓力信號；放大電路102用于對采集到的壓力信號 進(jìn)行放大處理；發(fā)送單元103用于將處理后的壓力信號發(fā)送給處理器30。溫度采集模塊20 包括溫度傳感器201、調(diào)理電路202以及發(fā)送單元203 (如圖3所示）。溫度傳感器201用 于采集海水的溫度信號；調(diào)理電路202用于對采集到的溫度信號進(jìn)行調(diào)制處理；發(fā)送單元 203用于將調(diào)理后的溫度信號發(fā)送給處理器30。
[0047] 需要說明的是，其中壓力采集模塊10中的發(fā)送單元103和溫度采集模塊20中的 發(fā)送單元203可以通過計算機(jī)進(jìn)行控制，使壓力采集模塊10中的發(fā)送單元103和溫度采集 模塊20中的發(fā)送單元203分時段的將壓力信號和溫度信號分別發(fā)送至處理器中。例如：壓 力采集模塊10中的發(fā)送單元103在第一時間段