本发明专利技术公开一种多节点传感器阵列结构及其数据采集及灾害预警装置，多节点传感器阵列结构包括多个传感器舱，所述传感器舱内设置有传感器，不同的所述传感器舱内的所述传感器之间通过线缆连接组网，每个所述传感器舱外壁均设置有第一轴向孔，所述第一轴向孔内贯穿并固定有钢丝，所述钢丝将多个所述传感器舱串联，并能够进行卷绕；本发明专利技术能够利用传感器舱对传感器进行保护，避免海底复杂环境的影响，并将传感器舱通过钢丝进行串联，从而利用钢丝辅助进行卷绕，有利于传感器的顺利布置和回收，进而能够推动对天然气水合物开采过程当中及开采后相应地层稳定特征进行深入且系统的研究。
【技术实现步骤摘要】
一种多节点传感器阵列结构及其数据采集及灾害预警装置
本专利技术涉及数据采集及灾害预警装置领域，特别是涉及一种用于天然气水合物试采区地形形变的多节点传感器阵列结构及其数据采集及灾害预警装置。
技术介绍
随着地球上煤炭、石油等不可再生能源的逐渐枯竭，海洋沉积物中储量丰富的天然气水合物被认为是未来洁净的战略接替能源，我国海域天然气水合物分布广、类型多、资源量大，可用于民用和工业燃料，化工和发电等，是我国重要的战略后备资源。我国分别于2017年和2020年进行了两次试采，均达到了日产气和产气总量的预定目标。由于海底天然气水合物开采分解之后会导致土颗粒间胶结能力减弱，孔隙率增加，能源土成为欠固结土或松沙，分解产生的甲烷气体使孔隙水压力急速抬升，进而导致土颗粒间有效应力降低，引起能源土静力液化，最终可能导致海底地层失稳，甚至出现滑坡现象。这种基础的失稳虽然较为缓慢，但却常常是灾害性的。因此，水合物分解引起地层稳定性问题是天然气水合物开发中海床安全性评估需要解决的关键问题之一。而目前国内关于海底天然气水合物开采过程中及开采后的相应区域地形形变数据采集及灾害预警设备的研制尚处于初期阶段，因此，如何提供一种能够适用于海底环境的传感器，并能够将该传感器布置到相应的区域，并能够顺利回收是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多节点传感器阵列结构及其数据采集及灾害预警装置，以解决上述现有技术存在的问题，将传感器设置在传感器舱内，能够利用传感器舱对传感器进行保护，避免海底复杂环境的影响，并将传感器舱通过钢丝进行串联，从而利用钢丝辅助进行卷绕，有利于传感器的顺利布置和回收。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种多节点传感器阵列结构，包括多个传感器舱，所述传感器舱内设置有传感器，不同的所述传感器舱内的所述传感器之间通过线缆连接组网，每个所述传感器舱外壁均设置有第一轴向孔，所述第一轴向孔内贯穿并固定有钢丝，所述钢丝将多个所述传感器舱串联，并能够进行卷绕。优选地，所述传感器舱的两侧对称设置有所述钢丝。优选地，所述传感器舱端部设置有连接所述传感器的第一水密接插件，所述第一水密接插件通过水密缆连接组网，所述传感器舱套设在防水软管内，所述防水软管内充油。优选地，所述传感器舱之间设置有配重块，所述配重块设置有第二轴向孔，所述钢丝贯穿并固定在所述第二轴向孔内。优选地，包括缆头，所述缆头设置有第三轴向孔，所述钢丝穿入并固定在所述第三轴向孔，所述缆头的另一端连接有把手。本专利技术还提供一种数据采集及灾害预警装置，包括前文所述的多节点传感器阵列结构，包括卷缆筒，所述卷缆筒转动设置在绞车框架上，所述多节点传感器阵列结构的一端连接有固定座，所述固定座固定在所述卷缆筒的内壁上，通过所述卷缆筒的转动实现所述多节点传感器阵列结构的收放。优选地，所述绞车框架安装有绞车传动模组，所述绞车传动模组与所述卷缆筒在收线时耦合、放线时不耦合。优选地，所述绞车传动模组包括深水充油电机，所述深水充油电机通过联轴器连接有减速器，所述减速器的输出轴单向转动连接有卷缆筒主动链轮；所述卷缆筒固定连接有卷缆筒从动链轮，所述卷缆筒主动链轮与所述卷缆筒从动链轮动力连接。优选地，所述绞车框架上收放线的一侧设置有绞车排缆模组，所述绞车排缆模组包括沿所述卷缆筒轴向设置在所述绞车框架上的限位杆和往复丝杠，所述限位杆上滑动连接有限位滑块，所述往复丝杠上连接有往复丝杠滑块，所述限位滑块和所述往复丝杠滑块分别连接在限位杆的两端部，所述多节点传感器阵列结构贯穿所述限位杆之间；所述往复丝杠固定连接有排缆从动链轮，所述卷缆筒固定连接有排缆主动链轮，所述排缆主动链轮和所述排缆从动链轮动力连接。优选地，四个所述卷缆筒相互垂直环绕布置在外框架内部，每个所述卷缆筒对应设置有霍尔传感器，所述外框架内部还设置有采集系统电池舱、电机电池舱和系统控制舱，其分别设置有采集系统电池、电机电池和控制系统，所述霍尔传感器与所述控制系统电连接；所述外框架设置有声通讯装置，所述声通讯装置与所述控制系统电连接。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：(1)本专利技术将传感器设置在传感器舱内，能够利用传感器舱对传感器进行保护，避免海底复杂环境的影响，并将传感器舱通过钢丝进行串联，从而利用钢丝辅助进行卷绕，有利于传感器的顺利布置和回收，进而能够推动对天然气水合物开采过程当中及开采后相应地层稳定特征进行深入且系统的研究；(2)本专利技术将传感器设置在防水软管内，并在防水软管内充油，能够使得传感器节点更加方便进行拓展并整体组网，有利于传感器阵列通过传感器阵列绞车实施收放，降低了制造成本；(3)本专利技术设置有配重块，配重块设置在传感器舱之间并与钢丝固定连接，能够提高传感器阵列的整体重力分配效果，更稳定的布置在海底相应区域，提高监测区域的准确性和数据的稳定性；(4)本专利技术设置有绞车排缆模组，绞车排缆模组的限位杆能够沿卷缆筒的轴向往复移动，从而能够带动传感器阵列在卷缆筒上卷绕时均匀排布，降低传感器阵列损坏的概率，提高了收缆的安全性，另外，绞车排缆模组与卷缆筒动力连接，通过一套动力系统实现卷缆筒的转动和限位杆的往复移动，降低了装置的复杂程度；(5)本专利技术设置有声通讯装置，能够将传感器采集到的数据实时进行传输，因此，本专利技术不仅可以用于海底天然气水合物开采区的地形动态监测，还可以用于海底地质板块活跃区域的地质灾害监测预警，能够保证海底地形形变感知的时效性，确保地质灾害的及时预警。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术数据采集及灾害预警装置整体结构示意图；图2为本专利技术中传感器阵列绞车结构示意图；图3为本专利技术中卷缆筒剖面结构示意图；图4为本专利技术中绞车排缆模组结构示意图；图5为本专利技术中绞车传动模组结构示意图；图6为本专利技术中多节点传感器阵列结构示意图；图7为本专利技术中传感器舱结构示意图；图8为本专利技术中配重块结构示意图；图9为本专利技术中把手结构示意图；其中，1、传感器阵列绞车；2、采集系统电池舱；3、声通讯装置；4、系统控制舱；5、电机电池舱；6、外框架；7、霍尔传感器；1-1、卷缆筒；1-2、多节点传感器阵列结构；1-3、绞车排缆模组；1-4、采集舱；1-5、绞车传动模组；1-6、电滑环座；1-7、绞车框架；1-8、轴承座；1-9、侧板；1-1-1、电滑环；1-1-2、卷缆筒主轴；1-1-3、卷缆筒从动链轮；1-1-4、挡圈；1-1-5、卷缆筒支撑板；1-1-6、排缆主动链轮；1-1-7、深沟球轴承；1-3-1、排缆从动链轮；1-3-2、往复丝杠；1-3-3、往复丝杠滑块；1-3-4、滑块盖板；1-3-5、滑块限本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多节点传感器阵列结构，其特征在于：包括多个传感器舱，所述传感器舱内设置有传感器，不同的所述传感器舱内的所述传感器之间通过线缆连接组网，每个所述传感器舱外壁均设置有第一轴向孔，所述第一轴向孔内贯穿并固定有钢丝，所述钢丝将多个所述传感器舱串联，并能够进行卷绕。/n
【技术特征摘要】
1.一种多节点传感器阵列结构，其特征在于：包括多个传感器舱，所述传感器舱内设置有传感器，不同的所述传感器舱内的所述传感器之间通过线缆连接组网，每个所述传感器舱外壁均设置有第一轴向孔，所述第一轴向孔内贯穿并固定有钢丝，所述钢丝将多个所述传感器舱串联，并能够进行卷绕。
2.根据权利要求1所述的多节点传感器阵列结构，其特征在于：所述传感器舱的两侧对称设置有所述钢丝。
3.根据权利要求1或2所述的多节点传感器阵列结构，其特征在于：所述传感器舱端部设置有连接所述传感器的第一水密接插件，所述第一水密接插件通过水密缆连接组网，所述传感器舱套设在防水软管内，所述防水软管内充油。
4.根据权利要求3所述的多节点传感器阵列结构，其特征在于：所述传感器舱之间设置有配重块，所述配重块设置有第二轴向孔，所述钢丝贯穿并固定在所述第二轴向孔内。
5.根据权利要求3所述的多节点传感器阵列结构，其特征在于：包括缆头，所述缆头设置有第三轴向孔，所述钢丝穿入并固定在所述第三轴向孔，所述缆头的另一端连接有把手。
6.一种数据采集及灾害预警装置，其特征在于：包括如权利要求1-5任一项所述的多节点传感器阵列结构，包括卷缆筒，所述卷缆筒转动设置在绞车框架上，所述多节点传感器阵列结构的一端连接有固定座，所述固定座固定在所述卷缆筒的内壁上，通过所述卷缆筒的转动实现所述多节点传感器阵列结构的收放。
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【专利技术属性】
技术研发人员：周朋，陈家旺，高峰，梁涛，方玉平，何开，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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