一种水下多通道数据采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下多通道数据采集装置，包括水密安装仓，该安装仓上安装有深度和温度探头、数据通讯接头、模拟信号输入的接头组、供电控制开关插孔以及供电电源接头；所述深度和温度探头用于实时采集水下多通道数据采集装置工作时的水下工作深度和温度；所述数据采集卡安装在所述安装仓内；数据采集卡包括模数转换模块、采样控制模块以及供电转换模块；模数转换模块和所述模拟信号输入接头组水密相连接，用于接收模拟信号输入接头组所传输来的模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字信号，实现多通道模数转换。本装置具有适用性广、可移植性强、功耗低等特点，本发明专利技术可选择提供多通道数据采集采集方法。

【技术实现步骤摘要】
一种水下多通道数据采集装置
本专利技术涉及数据采集装置，具体涉及一种具有水密特性的水下多通道数据采集装置。
技术介绍
随着海洋检测/监测技术的不断发展，监测技术逐渐从实验室向现场原位转移，数据采集装置是水下原位测量技术必不可少的核心组成部件。目前，水下原位测量技术中的数据采集系统及装置均为针对某一特定需求的定制产品，适应性较差，且，作为水下原位/剖面测量所必须的辅助参数—深度及水文信息的获取一般都基于国外进口的CTD传感器，将其与自主研发设备配套使用，在使用过程中，会存在不同数据采样频率的不匹配，使用过程复杂等弊端，而且供电的有效性也有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种水下多通道数据采集装置，可配套各种传感器的模拟输出，实现多传感器数据的高精度同步快速采集，并同步记录各个传感器水下采样时的深度信息及水温信息。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种水下多通道数据采集装置，包括：安装仓，在所述安装仓上安装有深度和温度探头、数据通讯接头、供电电源接头、供电控制开关插孔以及模拟信号输入接头；数据采集卡，其安装在所述安装仓内；所述数据采集卡包括模数转换模块、采样控制模块、供电转换模块及稳压模块；其中：所述模数转换模块与所述模拟信号输入接头组相连接，用于接收外连输入接头所传输来的模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字信号；所述采样控制模块包括CPU主控板以及板载数据存储卡；所述CPU主控板和模数转换模块相模电信号连接，以控制外接模拟信号的模数转换和数据存储并通过所述数据通讯接头与上位机进行数据传输；所述CPU主控板还和所述深度和温度探头相信号连接，用以控制深度/温度探头采样并实时接收和记录采集的水下工作深度信息和温度信息；所述供电控制模块用于控制电源电能输出至所述稳压模块，所述稳压模块用于提供不同规格(不少于5种规格)要求的稳压电源给所述采样控制模块和模数转换模块；所述供电电源接头用于和电源相连接。所述安装仓为一水密耐压舱体，所述舱体包括圆筒以及安装在圆筒端口上的水密法兰盘；所述数据采集卡安装在圆筒内，所述数据通讯接头、供电电源接头、供电控制开关插孔安装在法兰盘上，位于安装舱的上方；所述模拟信号输入接头组、深度和温度探头分布在所述安装仓圆筒的侧面上。所述数据通讯接头、供电电源接头、模拟信号输入接头组均为水密接头，所述供电控制开关插孔水密安装在安装舱上端口的法兰盘上，深度和温度探头水密安装在安装舱的侧面上。所述模数转换模块能够实现20通道32位、16通道12位，合计36通道模数转换。所述模拟信号输入接头组包括不少于20个安装在圆筒的侧面上的模拟信号输入接头。所述供电控制模块包括供电控制开关插孔、非接触式开关以及磁敏接近开关；所述供电控制开关插孔设置在法兰盘中且为一内陷式水密亚插孔，在所述亚插孔中设置有一圆棒状的所述非接触式开关，在所述亚插孔正下方、位于法兰盘内测安装有所述磁敏接近开关，所述磁敏接近开关和电源相连接，用以控制电源的通断。本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：本实施例提供的水下多通道数据采集装置能够实现多传感器数据的高精度同步快速采集，并同步记录各个传感器水下采样时的深度信息及水温信息。可实现最多20路各类传感器信息的32位高精度模数转换以及16路各类传感器的12位模数转换。数据采集装置可通过非接触式水密供电控制开关控制供电过程，多通道数据采集装置水下工作深度不少于200米。数据采集装置可适用于不同目标传感器的高精度同步采集控制及现场自容式数据存储，具有广泛的应用前景和良好的可移植性和适应性。本专利技术具有功耗低、高精度、多通道、非接触式水密开关控制等特点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的水下多通道数据采集装置的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的水下多通道数据采集卡的电路原理图；图3为供电控制模块的布置原理图；图中：1、安装仓；2、深度和温度探头；3、数据通讯接头；4、模拟信号输入接头组；5、供电控制开关插孔；6、供电电源接头；11、圆筒；12、法兰盘；13、接近开关；14、非接触式开关。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的内容做进一步详细说明。实施例：参阅图1-3所示，本实施例提供的水下多通道数据采集装置包括安装仓1和安装在安装仓1内的数据采集卡。其中，在该安装仓1上安装有深度和温度探头2、数据通讯接头3、模拟信号输入接头组4、供电控制开关插孔5以及供电电源接头6；具体地，该模拟信号输入接头组4至少设置有20个，而该深度和温度探头用于实时采集水下多通道数据采集装置工作时的水下工作深度和温度。而该数据采集卡则主要包括模数转换模块、采样控制模块、供电控制模块以及稳压模块；其中：该采样控制模块采用嵌入式单片机STM32F103RES作为CPU，其硬件上实现SPI、I2C串行接口以及SDIO高速接口，方便与不同接口的外围芯片及设备进行通讯，如图2所示，STM32F103RE与模数转换模块SPI通讯连接，STM32F103RE与MicroSD卡之间采用SDIO通讯模式，读写速度(2MB/S)为SPI模式的四倍以上。STM32F103RE通过SPI串口与模数转换模块双向通讯以控制模数转换模块对模拟信号输入接头组所传来的模拟电压信号进行模数转换、实时读取转换结果并对其整合分帧后通过SDIO接口快速存入MicroSD卡或通过RS232实时上传至上位机或者通过数据通讯接头3外接电缆或无线通讯模块上传至上位机，而缓存入MicroSD卡的数据可根据需要选择上传至上位机进行数据处理和分析。该模数转换模块和模拟信号输入接头组相连接，用于接收模拟信号输入接头组所传输来的模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字信号，实现多通道模数转换。具体地，该模数转换模采用了两片10通道32位以及STM32F103RE的内置16通道12位模数转换单元以实现至少20通道32位、16通道12位，合计36通道模数的快速转换。此外STM32F103RES(CPU)还和深度和温度探头2通过I2C串口连接双向通讯，用于控制深度温度探头数据采集并实时读取所采集到的深度和温度信息，并将该水下工作深度和温度信息作为仪器采样过程控制指示信号，以提高采样的有效性、准确性，提高有限资源的利用率。具体在应用时，可以采用阵列式的硅光电倍增管来进行多路海水光学信息的同步监测采样，也就是说，在其中的一个应用实例中，该模拟信号输入接头是和基于硅光电倍增管的光学通量探头相连接。该供电控制模块用于控制电源电能输出至该稳压模块，该稳压模块用于提供不同规格要求的稳压电源给该采样控制模块和模数转换模块；具体在采用阵列式的硅光电倍增管来进行多路海水光学信息的同步监测采样时，可以输出27.5V、±12V、5V、3.3V，该供电电源接头用于和电源相连接，具体应用时，可选择输入额定电压为24V的直流电源/电池组。具体地，该安装仓1为一水密耐压舱体，可以在水下工作，该舱体包括圆筒11以及安装在圆筒11端口上的法兰盘12；该数据采集卡安装在圆筒11内，而该数据通讯接头3、供电电源接头6安装在法兰盘上且均为水密性接头，位于安装舱的上方；该模拟信号输入接头组包括不少于20个安装在圆筒的侧面上的模拟信号输入接头，该深度和温度探头2也同样分布在圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下多通道数据采集装置，其特征在于，包括：安装仓，在所述安装仓上安装有深度和温度探头、数据通讯接头、供电电源接头、供电控制开关插孔以及模拟信号输入接头组；数据采集卡，其安装在所述安装仓内；所述数据采集卡包括模数转换模块、采样控制模块、供电转换模块及稳压模块；其中，所述模数转换模块与所述模拟信号输入接头组相连接，用于接收外连输入接头所传输来的模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字信号；所述采样控制模块包括CPU主控板以及板载数据存储卡；所述CPU主控板和模数转换模块相模电信号连接，以控制外接模拟信号的模数转换和数据存储并通过所述数据通讯接头与上位机进行数据传输；所述CPU主控板还和所述深度和温度探头相信号连接，用以控制深度和温度探头采样并实时接收和记录采集的水下工作深度信息和温度信息；所述供电控制模块用于控制电源电能输出至所述稳压模块，所述稳压模块用于提供不同规格要求的稳压电源给所述采样控制模块和模数转换模块；所述供电电源接头用于和电源相连接。

【技术特征摘要】
1.一种水下多通道数据采集装置，其特征在于，包括：安装仓，在所述安装仓上安装有深度和温度探头、数据通讯接头、供电电源接头、供电控制开关插孔以及模拟信号输入接头组；数据采集卡，其安装在所述安装仓内；所述数据采集卡包括模数转换模块、采样控制模块、供电转换模块及稳压模块；其中，所述模数转换模块与所述模拟信号输入接头组相连接，用于接收外连输入接头所传输来的模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字信号；所述采样控制模块包括CPU主控板以及板载数据存储卡；所述CPU主控板和模数转换模块相模电信号连接，以控制外接模拟信号的模数转换和数据存储并通过所述数据通讯接头与上位机进行数据传输；所述CPU主控板还和所述深度和温度探头相信号连接，用以控制深度和温度探头采样并实时接收和记录采集的水下工作深度信息和温度信息；所述供电控制模块用于控制电源电能输出至所述稳压模块，所述稳压模块用于提供不同规格要求的稳压电源给所述采样控制模块和模数转换模块；所述供电电源接头用于和电源相连接。2.如权利要求1所述的水下多通道数据采集装置，其特征在于，所述安装仓为一水密耐压舱体，所述舱体包括圆筒以及安装在圆筒端口上的水密法兰盘；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彩，张振昭，苟马龙，徐聪辉，曹文熙，周雯，许占堂，范乐诗，杨跃忠，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44