一种海洋自然灾害预警系统的制作方法

本发明属于自然灾害监测，具体涉及一种海洋自然灾害预警系统。

背景技术：

1、海洋水下地震很容易造成海啸等自然灾害，危害人类之程度不堪言喻，至今人们对此毫无办法。目前海洋自然灾害监测预警主要采用专业监测的方式，虽然能够获得灾害信息，但往往是在近海地区，对于远海岸区域，现有技术条件仍然存在效率低、传输不稳定性、数据可靠性不足、灾害发现或预警不及时等问题，无法实现长时间连续不间断的监测与预警。

2、具体来说，人类对地球表面的了解，主要也是借助电磁波来完成的，比如说在近地轨道上运行的卫星，就可以利用电磁波在极短的时间内覆盖地球表面的很大一片区域，从而进行大范围、高精度、高效率地探测。然而在深海中，电磁波却没有了“用武之地”，因为电磁波在水中传播时会剧烈地衰减，也正是因为如此，深海中才会是一片可怕的黑暗，毕竟可见光其实就是一种电磁波。

3、没有了电磁波的“帮助”，人类就只能想办法利用另一种载体——声波，其原因就是声波是一种机械波，其在水中的传播衰减远远小于电磁波，可以在海水中进行远距离的传播。

4、尽管声波也可以像电磁波那样与无人设备建立起无线通信，即水声通信，或者获取到探测目标的信息，但在深海中利用声波却存在着诸多的难题，主要有以下几点：

5、（1）在传播过程中，声波会因为海水介质的不均匀分布，海面、海底界面的影响等多种因素出现随机的散射、折射、反射和干涉，这样就会造成不同时刻、不同强度的声波信号互相混叠，进而产生类似混响的效果；

6、（2）海洋表面的海浪波动以及深海中的暗流、海洋中的环境噪声，很容易导致声波在传输过程出现快速变化，造成信号的失真；

7、（3）声波在海水中传播时也是有衰减的，并且频率越高衰减就越严重，大幅增加利用声波通信的难度；

8、因此，本方案探讨并设计一种海洋自然灾害预警系统，用于解决深海中如何顺利传播灾害预警信号的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种海洋自然灾害预警系统，解决了如何在远海岸区域，对水下地震、海啸等海洋性自然灾害进行高效预警监测的技术问题，使得深海中的灾害预警信号能够顺利的传输到岸边。

2、一种海洋自然灾害预警系统，包括悬浮在海面以下的封闭盒、通过拉绳与所述封闭盒底端固定连接的配重块、通过内管线与所述封闭盒顶端固定连接的气囊罩二、通过外管线与所述气囊罩二连通的气囊罩一，所述气囊罩一漂浮在海面上，所述气囊罩二靠近海面悬浮或者半悬浮；

3、所述气囊罩一中设置有相互连接的无线接收模块一和无线发射模块二，所述气囊罩二中设置有中继组件，所述封闭盒中设置传感器组件，所述传感器组件与所述中继组件有线连接，所述中继组件与所述无线接收模块一无线连接；

4、所述内管线和所述外管线均为塑料软管，且其外侧固定有泡沫海绵层或者涂覆有吸音材料。

5、所述中继组件包括设置在所述气囊罩二内的放大电路一、与所述放大电路一连接的电磁继电器一、与电磁继电器一连接无线发射模块一，所述无线发射模块一与波导管的一端连接，所述放大电路一与传感器组件连接。

6、所述波导管的另一端与所述无线接收模块一连接，所述无线发射模块二与近海岸边的控制中心无线连接。

7、所述控制中心通过无线接收组件与所述无线发射模块二连接，所述无线接收组件包括依次连接的无线接收模块二、放大电路二、电磁继电器二和单片机。

8、所述气囊罩一和所述气囊罩二均为封闭式防水透明结构，所述封闭盒为不透明结构。

9、所述内管线和所述外管线分别为两端连通的中空柔性管结构。

10、所述传感器组件包括光纤水听器或者水下地震传感器，所述光纤水听器或者所述水下地震传感器有线连接所述放大电路一。

11、所述内管线和所述外管线的两端分别套设有螺纹柱，所述螺纹柱的外侧面设置有外螺纹。

12、所述拉绳具有若干，且呈环形阵列设置在所述封闭盒的外侧下方。

13、本发明达成以下显著效果：

14、（1）本方案中采用的发明构思为，通过内管线，将传感器组件中的信号传输到海面位置的无线发射模块二中，由无线发射模块二将信号通过无线传输到控制中心，最大程度上利用了有线传输和无线传输的原理，避免了信号的衰减，且成本较低，具有普遍应用于深海环境中的可能；

15、（2）设置有内管线，具有如下的几点技术效果：

16、一是内管线中为空气，隔绝海水中的噪音，确保将海面以下的信号低衰减、无失真地传输到海面以上；

17、二是内管线起到连接气囊罩二和封闭盒的技术效果，且内管线中的空气有助于使得内管线受到上浮的外力，并使得内管线保持竖直的状态；

18、（3）设置有气囊罩二，具有如下的几点技术效果：

19、一是承接信号，将海面以下的传感信号向海面以上传播，避免了信号的衰减；

20、二是气囊罩二受到海水的浮力作用，并配合位于海底的配重块，有助于使得内管线和封闭盒保持在相对稳固的状态，同时气囊罩二在向上浮力的作用下，具有向上运动的倾向，避免了内管线、封闭盒和气囊罩二的大范围晃动，有助于减轻多普勒效应对信号的干扰，使得接收端能够正确识别出其携带的信息；

21、（4）本方案中，巧妙地将光纤水听器、无线信号传播结合起来，将海面以下的声音信号低衰减、低失真地传递到岸边，使得电磁波在海面以上且始终在空气中的传播，降低了海水内部环境对信号传播的干扰，有效地解决了深海中灾害预警信号难以远距离传输的技术问题。

技术特征：

1.一种海洋自然灾害预警系统，其特征在于，包括悬浮在海面以下的封闭盒（5）、通过拉绳（6）与所述封闭盒（5）底端固定连接的配重块（7）、通过内管线（4）与所述封闭盒（5）顶端固定连接的气囊罩二（3）、通过外管线（2）与所述气囊罩二（3）连通的气囊罩一（1），所述气囊罩一（1）漂浮在海面上，所述气囊罩二（3）靠近海面悬浮或者半悬浮；

2.根据权利要求1所述的海洋自然灾害预警系统，其特征在于，所述中继组件包括设置在所述气囊罩二（3）内的放大电路一、与所述放大电路一连接的电磁继电器一、与电磁继电器一连接无线发射模块一，所述无线发射模块一与波导管的一端连接，所述放大电路一与传感器组件连接。

3.根据权利要求2所述的海洋自然灾害预警系统，其特征在于，所述波导管的另一端与所述无线接收模块一连接，所述无线发射模块二与近海岸边的控制中心无线连接。

4.根据权利要求3所述的海洋自然灾害预警系统，其特征在于，所述控制中心通过无线接收组件与所述无线发射模块二连接，所述无线接收组件包括依次连接的无线接收模块二、放大电路二、电磁继电器二和单片机。

5.根据权利要求1所述的海洋自然灾害预警系统，其特征在于，所述气囊罩一（1）和所述气囊罩二（3）均为封闭式防水透明结构，所述封闭盒（5）为不透明结构。

6.根据权利要求1所述的海洋自然灾害预警系统，其特征在于，所述内管线（4）和所述外管线（2）分别为两端连通的中空柔性管结构。

7.根据权利要求1所述的海洋自然灾害预警系统，其特征在于，所述传感器组件包括光纤水听器或者水下地震传感器，所述光纤水听器或者所述水下地震传感器有线连接所述放大电路一。

8.根据权利要求6所述的海洋自然灾害预警系统，其特征在于，所述内管线（4）和所述外管线（2）的两端分别套设有螺纹柱（41），所述螺纹柱（41）的外侧面设置有外螺纹。

9.根据权利要求1所述的海洋自然灾害预警系统，其特征在于，所述拉绳（6）具有若干，且呈环形阵列设置在所述封闭盒（5）的外侧下方。

技术总结本发明提出的一种海洋自然灾害预警系统，具体涉及自然灾害监测技术领域，包括悬浮在海面以下的封闭盒、通过拉绳与封闭盒底端固定连接的配重块、通过内管线与封闭盒顶端固定连接的气囊罩二、通过外管线与气囊罩二连通的气囊罩一，气囊罩一漂浮在海面上，气囊罩二靠近海面悬浮或者半悬浮；气囊罩一中设置有相互连接的无线接收模块一和无线发射模块二，气囊罩二中设置有中继组件，封闭盒中设置传感器组件，传感器组件与中继组件有线连接，中继组件与无线接收模块一无线连接。本发明提供的海洋自然灾害预警系统，在远海岸区域，能够对水下地震、海啸等海洋性自然灾害进行高效预警监测，使得深海中的灾害预警信号能够顺利的传输到岸边。技术研发人员：王东亮,姜炜,汪顺周,王磊,王文君,李鹏,丛勇受保护的技术使用者：山东润丰海洋工程咨询有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5