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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 水下多通道數(shù)據(jù)采集器的研制
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品所研制的水下多通道數(shù)據(jù)采集器，通過(guò)對(duì)集成電路高可靠性設(shè)計(jì)、集成電路低功耗設(shè)計(jì)、大存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)、水下密封及其集成封裝技術(shù)研究、上位機(jī)接口軟件設(shè)計(jì)、智能電路開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)的研究，推出一種適用于不同傳感器檢測(cè)范圍和不同工作水深的多通道多參數(shù)數(shù)據(jù)采集器。 該作品能夠采集1～8路化學(xué)、溫度傳感器信號(hào)，并且該系統(tǒng)能夠在海底高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)采集。需要開(kāi)發(fā)的這個(gè)系統(tǒng)包括的組成部分有：集化學(xué)傳感器與溫度傳感器為一體的數(shù)據(jù)采集電路、保證數(shù)據(jù)采集電路和傳感器在深海正常工作的機(jī)械封裝、與傳感器數(shù)據(jù)采集電路配套使用的下位機(jī)軟件和上位機(jī)軟件，及這兩個(gè)軟件之間的通訊協(xié)議。 該作品非常適合于水下數(shù)據(jù)采集工作，可以應(yīng)用于深海資源探測(cè)和海洋水體調(diào)查監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
- 詳細(xì)介紹：
- 水下多通道數(shù)據(jù)采集器的應(yīng)用面非常廣泛，可以應(yīng)用于深海資源探測(cè)、海洋水體調(diào)查監(jiān)測(cè)以及河流污染監(jiān)測(cè)及災(zāi)害預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。 所研制的水下多通道數(shù)據(jù)采集器，通過(guò)對(duì)集成電路高可靠性設(shè)計(jì)、集成電路低功耗設(shè)計(jì)、大存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)、水下密封及其集成封裝技術(shù)研究、上位機(jī)接口軟件設(shè)計(jì)、智能電路開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)的研究，推出一種適用于不同傳感器檢測(cè)范圍和不同工作水深的多通道多參數(shù)數(shù)據(jù)采集器。 該作品能夠采集1～8路化學(xué)、溫度傳感器信號(hào)，并且該系統(tǒng)能夠在海底高壓環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)采集。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.接受傳感器信號(hào)范圍：-1250mV～+1250mV； 2.工作水深：0～3000m； 3.目標(biāo)信號(hào)：1～8路； 4.采樣間隔時(shí)間：5s～1min(任意設(shè)置整數(shù)時(shí)間，以秒為單位） ； 5.連續(xù)工作時(shí)間：≥20 days； 6.向計(jì)算機(jī)傳輸速率：9600 bps； 7.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量：≥32 Mbit； 8.與上位機(jī)接口方式：RS232。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的： 水下多通道數(shù)據(jù)采集器的應(yīng)用面非常廣泛，可以應(yīng)用于深海資源探測(cè)和海洋水體調(diào)查監(jiān)測(cè)，在海洋資源開(kāi)發(fā)利用、災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)等方面有著深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。 二、創(chuàng)新點(diǎn)： 1．低功耗、大存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)是本作品研究的重要?jiǎng)?chuàng)新之一。 2．研制的水下多通道數(shù)據(jù)采集器具有非常大的深度范圍和非常寬的應(yīng)用場(chǎng)合。 3．將傳感器數(shù)據(jù)的自容式存儲(chǔ)和在線探測(cè)有機(jī)地結(jié)合在一起，具有原位長(zhǎng)期觀測(cè)的功能。 4.提出新的機(jī)械封裝方式。 三、技術(shù)關(guān)鍵： 1．微弱信號(hào)的高精度數(shù)據(jù)采集 2．低功耗數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì) 3．大存儲(chǔ)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) 4. 新的機(jī)械封裝方式 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.接受傳感器信號(hào)范圍：-1250mV～+1250mV； 2.工作水深：0～3000m； 3.目標(biāo)信號(hào)：1～8路； 4.采樣間隔時(shí)間：5s～1min(任意設(shè)置整數(shù)時(shí)間，以秒為單位） ； 5.連續(xù)工作時(shí)間：≥20 days； 6.向計(jì)算機(jī)傳輸速率：9600 bps； 7.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量：≥32 Mbit； 8.與上位機(jī)接口方式：RS232。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，國(guó)外已有一些公司在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集處理器，美國(guó)Sea Bird公司專門從事海洋水下數(shù)據(jù)采集處理器研究，他們所研制的CTD數(shù)據(jù)采集處理器暢銷全球各地，并創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)目前尚沒(méi)有專門生產(chǎn)制造水下數(shù)據(jù)采集處理器的企業(yè). 隨著我國(guó)海洋技術(shù)的發(fā)展，深海技術(shù)裝備的廣泛使用，水下多通道多參數(shù)數(shù)據(jù)采集器的應(yīng)用必將會(huì)越來(lái)越普遍，因此，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品非常有必要。 針對(duì)有幾個(gè)方面的技術(shù)指標(biāo)當(dāng)前的研究成果并沒(méi)有滿足實(shí)際需要，在本作品中予以解決： (1)提高輸入阻抗,本研究將提出一種高輸入阻抗電路。 (2)降低功耗，滿足更長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集要求。 (3)提出新的機(jī)械封裝方式 本作品具有低功耗、大存儲(chǔ)量數(shù)據(jù)性能，性價(jià)比高，與國(guó)外國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，并且關(guān)鍵技術(shù)取得實(shí)際突破，可打破國(guó)外產(chǎn)品的壟斷并且在國(guó)際市場(chǎng)上取得一定份額，可以形成相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)前景。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 于2008年6月，由浙江省計(jì)量科學(xué)研究院測(cè)試，并且通過(guò)技術(shù)分析測(cè)試。（附技術(shù)分析報(bào)告） 于2008年在中國(guó)大洋科學(xué)考察DY115-20航次第3航段及兩項(xiàng)863項(xiàng)目“海底熱液擴(kuò)散流化學(xué)傳感器及原位快速分析技術(shù)”、“海底熱液蝕變物的高分辨率磁探測(cè)系統(tǒng)及技術(shù)研究”中得到應(yīng)用，應(yīng)用正常。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
作品可展示的形式
- 實(shí)物產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 1.對(duì)常規(guī)水下傳感器的測(cè)量范圍進(jìn)行歸類分析，根據(jù)不同輸入信號(hào)的測(cè)量值范圍設(shè)計(jì)不同類型的信號(hào)變送器。將各模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并通過(guò)RS232接口輸出； 2.集成電路高可靠性設(shè)計(jì)，達(dá)到最佳試驗(yàn)效果； 3.集成電路低功耗設(shè)計(jì)； 4.大存儲(chǔ)量設(shè)計(jì)； 5.提出新的機(jī)械封裝方式； 市場(chǎng)分析： 水下多通道數(shù)據(jù)采集處理器應(yīng)用面非常廣泛，可以應(yīng)用于深海資源探測(cè)和海洋水體調(diào)查監(jiān)測(cè)，同時(shí)水下多通道數(shù)據(jù)采集處理器還可以廣泛應(yīng)用于我國(guó)的河流污染監(jiān)測(cè)及災(zāi)害預(yù)測(cè)，對(duì)保障人民生活質(zhì)量也具有重要意義。 本作品性價(jià)比高，與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，并且關(guān)鍵技術(shù)取得實(shí)際突破，可打破國(guó)外產(chǎn)品的壟斷并且在國(guó)際市場(chǎng)上取得一定份額，可以形成相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)前景。因此，水下多通道數(shù)據(jù)采集處理器的成果應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化前景十分看好。
同類課題研究水平概述
- 目前，國(guó)外已有一些公司在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集處理器，如美國(guó)Onset公司專門從事數(shù)據(jù)采集處理器的研究與開(kāi)發(fā)，他們所研制的數(shù)據(jù)采集處理器涵蓋了室內(nèi)、戶外、水下等多方面的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；美國(guó)Sea Bird公司專門從事海洋水下數(shù)據(jù)采集處理器研究，他們所研制的CTD數(shù)據(jù)采集處理器暢銷全球各地，并創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 浙江大學(xué)流體與傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也做了大量卓有成效的工作，研發(fā)的水下數(shù)據(jù)采集器曾搭載美國(guó)Alvin載人深潛器到深海作業(yè)，工作水深可以達(dá)到4 000米，具有4路化學(xué)傳感器信號(hào)測(cè)量通道，性能良好。 針對(duì)目前海洋科學(xué)考察中幾個(gè)方面的技術(shù)指標(biāo)，當(dāng)前的研究成果并沒(méi)有滿足實(shí)際需要，在本作品中予以解決： (1)提高輸入阻抗，目前有些用于海洋科考的傳感器輸出阻抗可以達(dá)到 歐姆，但是一般儀器儀表的輸入阻抗只在 歐姆左右，不能夠滿足高輸入阻抗的要求，本研究將提出一種高輸入阻抗電路。 (2)降低功耗，滿足更長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集要求。 (3)提出新的機(jī)械封裝方式，原來(lái)的機(jī)械封裝方式通過(guò)水密接插件將傳感器信號(hào)引入測(cè)量電路，傳感器與水密接插件信號(hào)線的連接方式比極麻煩，不方便更換傳感器，在本研究中將通過(guò)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以解決。 國(guó)內(nèi)目前尚沒(méi)有專門生產(chǎn)制造水下數(shù)據(jù)采集處理器的企業(yè)，其使用還依賴進(jìn)口，并且進(jìn)口價(jià)格非常高。隨著我國(guó)海洋技術(shù)的發(fā)展，深海技術(shù)裝備的廣泛使用，水下數(shù)據(jù)采集處理器的應(yīng)用必將會(huì)越來(lái)越普遍，在這種情況下，完全依賴進(jìn)口是非常不現(xiàn)實(shí)的。因此，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品非常有必要。
