一种信号发生器及其工作方法与流程

本发明涉及海洋监控设备，具体涉及一种信号发生器及其工作方法。

背景技术：

1、潜浮标作为整个海洋监测系统内的重要一环，是海洋观测站、调查船和调查飞机在空间和时间上的延伸扩展，是离岸监测的重要手段。

2、潜标系泊于海面以下，可通过释放装备进行回收，具有连续工作时间长、隐蔽性好的特点，能够获取海洋水下剖面资料和采集水下各类信号。

3、浮标主要分为漂流浮标和锚系浮标两大类，其中漂流浮标根据工作深度的不同分为表层漂流浮标和次表层漂流浮标；表层漂流浮标一般由水帆、浮球和连接缆绳组成，布放于海面及海面下固定深度。次表层漂流浮标的浮体位于水下1000～2000m的某一深度，测量相应深度的海流参数，其应用最广的代表为argo浮标。

4、目前采用被动控制技术的浮标，需要人力投放固定，往往体积较大，投放周期长，不满足临时紧急需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种信号发生器及其工作方法，以解决现有技术中采用被动控制技术的浮标，需要人力投放固定，往往体积较大，投放周期长，不满足临时紧急需要的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、一种信号发生器，包括：

4、功能载荷模块和主体控制模块，所述功能载荷模块和主体控制模块通过信号线卷连接，所述功能载荷模块与所述主体控制模块在所述信号线卷收卷时组装形成整体，且所述功能载荷模块与所述主体控制模块在所述信号线卷放卷时分开并通过所述信号线卷约束连接，以使得所述主体控制模块固定在水底地面时，所述功能载荷模块恰好处于水面上；

5、其中，所述功能载荷模块通过通讯模块分别与上级控制系统以及主体控制模块实现信号传输，所述主体控制模块用于接收所述功能载荷模块转发的上级指令以控制所述功能载荷模块和主体控制模块的工作状态。

6、作为本发明的一种优选方案，所述功能载荷模块在水中受到的浮力大于所述功能载荷模块的重力，且所述主体控制模块的浮力小于所述主体控制模块的重力，且所述功能载荷模块和所述主体控制模块组成的信号发生器整体受到的浮力小于所述信号发生器整体的重力；

7、所述信号发生器入水后的自由状态呈所述功能载荷模块在上，所述主体控制模块在下。

8、作为本发明的一种优选方案，所述功能载荷模块的结构呈轴对称分布，且所述功能载荷模块的重心位于其中心轴线上；

9、所述主体控制模块的的结构呈轴对称分布，且所述功能载荷模块的重心位于其中心轴线上。

10、作为本发明的一种优选方案，所述功能载荷模块内安装有gps模块，所述gps模块用于对信号发生器整体进行定位；

11、其中，所述gps模块与所述功能载荷模块的通讯模块连接，所述功能载荷模块与所述主体控制模块通过信号线卷进行通信，且通过所述功能载荷模块的通讯模块将所述功能载荷模块和所述主体控制模块的运行参数发送至上级控制系统。

12、作为本发明的一种优选方案，所述信号线卷由高强度线绳和信号线/电源线组成；

13、其中，所述信号线卷被释放额定长度时，使得所述主体控制模块在允许水深范围内锚定水底时，所述功能载荷模块恰好露出水面；

14、所述高强度线绳通过张力约束所述功能载荷模块和主体控制模块的相互位置；

15、所述信号线/电源线不承受拉伸张力，所述信号线/电源线用于传递所述功能载荷模块和主体控制模块的信号。

16、作为本发明的一种优选方案，所述主体控制模块内安装有控制板，以及受所述控制板调控的线缆收放系统；

17、其中，所述信号线卷安装在所述线缆收放系统上，所述控制板通过控制所述线缆收放系统的转动方向来实现信号线卷的收束或者释放，以实现所述功能载荷模块和所述主体控制模块之间组装或者分离。

18、作为本发明的一种优选方案，所述主体控制模块还安装有水深感知系统，所述水深感知系统与所述控制板连接；

19、所述水深感知系统包括多个均布于所述主体控制模块的壳体的水压传感器，所述控制板通过所述水压传感器压力值统计计算出所述主体控制模块所处的水深深度。

20、作为本发明的一种优选方案，所述控制板根据所述水深感知系统的监测数据计算出所述主体控制模块所处的水深深度，且所述控制板根据所述主体控制模块的水深深度控制约束所述信号线卷的释放长度；

21、在所述信号线卷被放卷时，所述功能载荷模块在受到的浮力作用下上移，以使得所述功能载荷模块恰好露出水面。

22、作为本发明的一种优选方案，所述主体控制模块在所述线缆收放系统的下端设有锚定系统，所述锚定系统包括设置在所述主体控制模块内的高压储气瓶，以及设置在所述高压储气瓶输出侧的锚杆，所述高压储气瓶的出气口设有受所述控制板调控的冲击触动开关；

23、所述控制板基于所述主体控制模块所处的水深深度调控所述冲击触动开关打开，高压压缩气体将所述锚杆以高速冲击水底地面，所述锚杆嵌入地下后将所述主体控制模块固定。

24、本实施方式还提供了一种信号发生器的工作方法，包括以下步骤：

25、将功能载荷模块和主体控制模块靠近固定形成整体结构的信号发生器，开启信号发生器的电源开关，并将信号发生器抛掷在水内；

26、实时监控整体结构的信号发生器所处的水深深度，在水深深度不变的情况下，利用锚定系统将整体结构的信号发生器锚定在水底；

27、调控线缆收放系统放卷，处于上端的功能载荷模块在浮力作用下露出水面；

28、利用功能载荷模块作为信号转发站，通过所述功能载荷模块完成上级控制中心与主体控制模块之间的调控操作。

29、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

30、1、本发明的信号发生器实现抛射式使用，每个信号发生器能够独立对监控点位进行监控工作，多个信号发生器实现分布式监控。

31、2、功能载荷模块位于水面上，方便与上级控制系统进行通信，由于功能载荷模块和所述主体控制模块之间通过信号线卷进行通信，从而功能载荷模块将上级控制系统的指令转发至主体控制模块，提高通信能力，有效的解决上级控制系统与处于水内的主体控制模块直接通信导致实时通信能力弱的客观问题；

32、3、保证功能载荷模块的信号面始终恰好露出水面，那么由于锚定点不动，且功能载荷模块受浮力作用，在信号线卷的长度限制下，功能载荷模块不会随着海浪漂移游动，从而保证功能载荷模块的位置点始终保持在设定目标位置处，布收方便。

技术特征：

1.一种信号发生器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种信号发生器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种信号发生器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种信号发生器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种信号发生器，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种信号发生器，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的一种信号发生器，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的一种信号发生器，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的一种信号发生器，其特征在于，

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的信号发生器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种信号发生器及其工作方法，包括功能载荷模块和主体控制模块，功能载荷模块和主体控制模块通过信号线卷连接，功能载荷模块与主体控制模块在信号线卷收卷时组装形成整体，且功能载荷模块与主体控制模块在信号线卷放卷时分开并通过信号线卷约束连接，以使得主体控制模块固定在水底地面时，功能载荷模块恰好处于水面上；功能载荷模块通过通讯模块分别与上级控制系统以及主体控制模块实现信号传输，主体控制模块用于接收功能载荷模块转发的上级指令以控制功能载荷模块和主体控制模块的工作状态；本发明信号发生器实现抛射式使用，每个信号发生器能够独立对监控点位进行监控工作，多个信号发生器实现分布式监控。技术研发人员：陈永刚,张振,王一伟,黄荐,王静竹,李孙平,刘婧怡,鲍明森受保护的技术使用者：江淮前沿技术协同创新中心技术研发日：技术公布日：2024/6/5