一種用于深海海水樣本抽濾的多路控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及海洋測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于深海海水樣本抽濾的多 路控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類對(duì)海洋資源獲取活動(dòng)的日益增多，海洋深處存在大量的礦物和生物資 源，但也存在極端環(huán)境，深海資源勘探與科學(xué)研究、及裝備研制技術(shù)成為關(guān)鍵。深海海水樣 本抽濾系統(tǒng)，能夠收集深海環(huán)境中溶解性或懸浮的顆粒物質(zhì)，如深海懸沙顆粒、海洋微生物 等。其中，作為海水中的個(gè)體微小、形態(tài)簡(jiǎn)單的單細(xì)胞或多細(xì)胞生物，海洋微生物為海洋中 眾多生物提供了食物來(lái)源，并在海洋污染物分解、及礦物形成等過(guò)程中起到重要作用。從海 面到海底淤泥都有微生物的存在，雖然深海環(huán)境的特殊性使得微生物活動(dòng)并不十分劇烈， 但是對(duì)深海微生物的研究不僅有助于探索生命的起源，而且可以了解生物在極端環(huán)境下的 生活特性，有助于對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究、以及深海資源的開(kāi)發(fā)和利用。
[0003] 我國(guó)深海海水抽濾取樣技術(shù)起步較晚，近年來(lái)，在國(guó)家863計(jì)劃的支持下，開(kāi)展了 深海沉積物保壓采樣技術(shù)的研究。目前，深海海水抽濾系統(tǒng)，由于是沒(méi)有潛器攜帶的自主下 放，存在定位精度低，采樣時(shí)間較短，不能記錄采樣時(shí)的海洋環(huán)境參數(shù)等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有深海海水抽濾控制方面所存在的上述缺點(diǎn)和不足，提供了 一種用于深海海水樣本抽濾的多路控制系統(tǒng)，采樣同時(shí)記錄海洋環(huán)境參數(shù)，通過(guò)多路繼電 開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同渾濁度的海水進(jìn)行不同流通速率、不同時(shí)長(zhǎng)的抽濾控制，采用三種工作模 式，提高了實(shí)際深海應(yīng)用環(huán)境中海水抽濾工作的效率。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種用于深海海 水樣本抽濾的多路控制系統(tǒng)，包括：
[0006] 核心控制板，用于在預(yù)定工作模式下控制多通道AD采集模塊和多路繼電模塊的 工作；
[0007] 多通道AD采集模塊，連接核心控制板，用于海洋環(huán)境參數(shù)傳感探頭輸出信號(hào)的模 數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境參數(shù)的采集；
[0008] 海洋環(huán)境參數(shù)傳感探頭，連接多通道AD采集模塊，用于實(shí)現(xiàn)多路控制系統(tǒng)工作時(shí) 周?chē)Ｑ蟓h(huán)境參數(shù)的測(cè)量；
[0009] 外部時(shí)鐘模塊，連接核心控制板，用于實(shí)現(xiàn)所述多路控制系統(tǒng)時(shí)鐘的校時(shí)和抽濾 時(shí)間計(jì)時(shí)；
[0010] 外部存儲(chǔ)模塊，連接核心控制板，用于所述多路控制系統(tǒng)的時(shí)間、工作水深、水溫 及設(shè)置參數(shù)的記錄存儲(chǔ)；
[0011] 多路繼電模塊，連接核心控制板，包括多路繼電器，用于在核心控制板的控制下實(shí) 現(xiàn)多路繼電器的同步開(kāi)關(guān)；
[0012] 多個(gè)抽濾栗，連接多路繼電模塊，采用抽濾串聯(lián)結(jié)構(gòu)，用于對(duì)不同渾濁度的海水進(jìn) 行不同流量、不同時(shí)長(zhǎng)的抽濾；
[0013] 串口模塊，連接核心控制板，用于將核心控制板連接到上位機(jī)。
[0014] 所述海洋環(huán)境參數(shù)傳感探頭包括壓力傳感探頭，溫度探頭，鹽度探頭，溶解氧探頭 和傾斜傳感器。
[0015] 所述串口模塊通過(guò)232或485串口通信方式實(shí)現(xiàn)核心控制板和上位機(jī)的通信。
[0016] 所述核心控制板通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和工作模式選擇。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型在預(yù)定深度、或預(yù) 設(shè)條件下，觸發(fā)不同繼電通路開(kāi)啟抽濾栗，控制海水流通速率，使大量海水流通過(guò)采樣濾 膜，流經(jīng)濾膜的海水體積能夠根據(jù)流量探測(cè)而精確還原海水物質(zhì)含量，同時(shí)記錄抽濾時(shí)海 洋環(huán)境參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在設(shè)定深度范圍內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間、定位準(zhǔn)確的采樣；通過(guò)多路繼電開(kāi)關(guān)控制 不同實(shí)驗(yàn)情況下海水抽濾的流通速率和工作時(shí)長(zhǎng)；通過(guò)外部時(shí)鐘模塊，準(zhǔn)確控制系統(tǒng)時(shí)鐘 的精確校時(shí)和計(jì)時(shí)，有效控制抽濾工作時(shí)長(zhǎng)；通過(guò)多通道AD采樣模塊實(shí)現(xiàn)多種海洋環(huán)境參 數(shù)、以及抽濾系統(tǒng)姿態(tài)的測(cè)量，能夠準(zhǔn)確還原抽濾時(shí)海洋環(huán)境狀態(tài)；通過(guò)深度閾值觸發(fā)工作 模式，能夠在準(zhǔn)確的深度范圍內(nèi)進(jìn)行抽濾采樣，避免抽濾系統(tǒng)受到海流的影響出現(xiàn)所在深 度浮動(dòng)的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖，其中，實(shí)線為海水流向，虛線為模擬和數(shù)字 信號(hào)方向；
[0020] 圖3是本實(shí)用新型的抽濾工作模式流程圖；
[0021] 圖4是本實(shí)用新型所采用的多路繼電模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0023]圖1示出了本實(shí)用新型所采用的抽濾系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖，通過(guò)核心控制板編程 控制各個(gè)外部模塊的工作有序進(jìn)行。
[0024] 圖2示出了本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，整個(gè)深海海水抽濾系統(tǒng)包括了電子電 路和機(jī)械結(jié)構(gòu)兩部分，深海抽濾多路控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電信號(hào)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽濾的控制、以 及海洋環(huán)境參數(shù)的采集。
[0025] 圖3示出了本實(shí)用新型所采用的抽濾工作模式流程圖。在控制過(guò)程中，深度閾值 觸發(fā)工作模式下，能夠在準(zhǔn)確的深度范圍內(nèi)進(jìn)行抽濾采樣，如果系統(tǒng)所處深度受海流影響， 出現(xiàn)所在深度浮動(dòng)超出設(shè)定深度范圍，那么抽濾動(dòng)作暫停，等待系統(tǒng)采樣深度值匹配成功 后，繼續(xù)抽濾，并且抽濾時(shí)間累加以達(dá)到所設(shè)定抽濾時(shí)長(zhǎng)。
[0026] 圖4示出了本實(shí)用新型所采用的多路繼電模塊示意圖，不同繼電開(kāi)關(guān)兩端連接不 同伏值的動(dòng)力栗工作電壓，通過(guò)控制多路繼電開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力栗的抽濾速率變化。
[0027] 本實(shí)用新型針對(duì)目前深海海水樣本抽濾采樣技術(shù)存在定位精度低、采樣時(shí)間較 短、不能記錄采樣時(shí)的海洋環(huán)境參數(shù)的缺陷，提供了一種用于深海情況下海水樣本抽濾的 多路控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海水抽濾采樣的同時(shí)測(cè)量海洋環(huán)境參數(shù)，通過(guò)多路的繼電開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì) 不同渾濁度的海水進(jìn)行不同流通速率、不同時(shí)長(zhǎng)的抽濾控制，利用深度定位反饋提高深海 環(huán)境海水采樣的準(zhǔn)確性。
[0028]結(jié)合圖1和圖2所示，本實(shí)施例的抽濾控制系統(tǒng)包括核心控制板1、多路繼電模塊 4、外部時(shí)鐘模塊、外部存儲(chǔ)模塊、多通道AD采集模塊2、串口通信模塊、多個(gè)深海抽濾動(dòng)力 栗5、和海洋環(huán)境參數(shù)傳感探頭3 (包括壓力傳感探頭，溫度探頭，鹽度探頭，溶解氧探頭和 傾斜傳感器）。具體來(lái)講，應(yīng)用于深海海水樣本抽濾系統(tǒng)中，本實(shí)施例的抽濾控制系統(tǒng)，經(jīng)由 串口通