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基本信息
- 項目名稱：
- 水下多通道數(shù)據(jù)采集器的研制
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品所研制的水下多通道數(shù)據(jù)采集器，通過對集成電路高可靠性設(shè)計、集成電路低功耗設(shè)計、大存儲量設(shè)計、水下密封及其集成封裝技術(shù)研究、上位機接口軟件設(shè)計、智能電路開關(guān)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)的研究，推出一種適用于不同傳感器檢測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，并且該系統(tǒng)能夠在海底高溫高壓環(huán)境下進行數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)采集。需要開發(fā)的這個系統(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械封裝、與傳感器數(shù)據(jù)采集電路配套使用的下位機軟件和上位機軟件，及這兩個軟件之間的通訊協(xié)議。 該作品非常適合于水下數(shù)據(jù)采集工作，可以應(yīng)用于深海資源探測和海洋水體調(diào)查監(jiān)測等領(lǐng)域。
- 詳細介紹：
- 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、海洋水體調(diào)查監(jiān)測以及河流污染監(jiān)測及災(zāi)害預(yù)測等領(lǐng)域。 所研制的水下多通道數(shù)據(jù)采集器，通過對集成電路高可靠性設(shè)計、集成電路低功耗設(shè)計、大存儲量設(shè)計、水下密封及其集成封裝技術(shù)研究、上位機接口軟件設(shè)計、智能電路開關(guān)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)的研究，推出一種適用于不同傳感器檢測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，并且該系統(tǒng)能夠在海底高壓環(huán)境下進行數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)采集。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.接受傳感器信號范圍：-1250mV～+1250mV； 2.工作水深：0～3000m； 3.目標(biāo)信號：1～8路； 4.采樣間隔時間：5s～1min(任意設(shè)置整數(shù)時間，以秒為單位） ； 5.連續(xù)工作時間：≥20 days； 6.向計算機傳輸速率：9600 bps； 7.數(shù)據(jù)存儲容量：≥32 Mbit； 8.與上位機接口方式：RS232。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、作品設(shè)計、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)用于深海資源探測和海洋水體調(diào)查監(jiān)測，在海洋資源開發(fā)利用、災(zāi)害性天氣預(yù)報等方面有著深遠的社會意義。 二、創(chuàng)新點： 1．低功耗、大存儲量設(shè)計是本作品研究的重要創(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)用場合。 3．將傳感器數(shù)據(jù)的自容式存儲和在線探測有機地結(jié)合在一起，具有原位長期觀測的功能。 4.提出新的機械封裝方式。 三、技術(shù)關(guān)鍵： 1．微弱信號的高精度數(shù)據(jù)采集 2．低功耗數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計 3．大存儲量數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 4. 新的機械封裝方式 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.接受傳感器信號范圍：-1250mV～+1250mV； 2.工作水深：0～3000m； 3.目標(biāo)信號：1～8路； 4.采樣間隔時間：5s～1min(任意設(shè)置整數(shù)時間，以秒為單位） ； 5.連續(xù)工作時間：≥20 days； 6.向計算機傳輸速率：9600 bps； 7.數(shù)據(jù)存儲容量：≥32 Mbit； 8.與上位機接口方式：RS232。
科學(xué)性、先進性
- 目前，國外已有一些公司在開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集處理器，美國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)濟效益。國內(nèi)目前尚沒有專門生產(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)用必將會越來越普遍，因此，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品非常有必要。 針對有幾個方面的技術(shù)指標(biāo)當(dāng)前的研究成果并沒有滿足實際需要，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，滿足更長時間的數(shù)據(jù)采集要求。 (3)提出新的機械封裝方式 本作品具有低功耗、大存儲量數(shù)據(jù)性能，性價比高，與國外國內(nèi)同類產(chǎn)品相比具有價格優(yōu)勢，并且關(guān)鍵技術(shù)取得實際突破，可打破國外產(chǎn)品的壟斷并且在國際市場上取得一定份額，可以形成相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)前景。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 于2008年6月，由浙江省計量科學(xué)研究院測試，并且通過技術(shù)分析測試。（附技術(shù)分析報告） 于2008年在中國大洋科學(xué)考察DY115-20航次第3航段及兩項863項目“海底熱液擴散流化學(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
- 實物產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本作品技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1.對常規(guī)水下傳感器的測量范圍進行歸類分析，根據(jù)不同輸入信號的測量值范圍設(shè)計不同類型的信號變送器。將各模擬信號進行數(shù)字化，并通過RS232接口輸出； 2.集成電路高可靠性設(shè)計，達到最佳試驗效果； 3.集成電路低功耗設(shè)計； 4.大存儲量設(shè)計； 5.提出新的機械封裝方式； 市場分析： 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)用于深海資源探測和海洋水體調(diào)查監(jiān)測，同時水下多通道數(shù)據(jù)采集處理器還可以廣泛應(yīng)用于我國的河流污染監(jiān)測及災(zāi)害預(yù)測，對保障人民生活質(zhì)量也具有重要意義。 本作品性價比高，與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比具有價格優(yōu)勢，并且關(guān)鍵技術(shù)取得實際突破，可打破國外產(chǎn)品的壟斷并且在國際市場上取得一定份額，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，國外已有一些公司在開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集處理器，如美國Onset公司專門從事數(shù)據(jù)采集處理器的研究與開發(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)濟效益。 浙江大學(xué)流體與傳動國家重點實驗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Alvin載人深潛器到深海作業(yè)，工作水深可以達到4 000米，具有4路化學(xué)傳感器信號測量通道，性能良好。 針對目前海洋科學(xué)考察中幾個方面的技術(shù)指標(biāo)，當(dāng)前的研究成果并沒有滿足實際需要，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，滿足更長時間的數(shù)據(jù)采集要求。 (3)提出新的機械封裝方式，原來的機械封裝方式通過水密接插件將傳感器信號引入測量電路，傳感器與水密接插件信號線的連接方式比極麻煩，不方便更換傳感器，在本研究中將通過新的結(jié)構(gòu)設(shè)計予以解決。 國內(nèi)目前尚沒有專門生產(chǎn)制造水下數(shù)據(jù)采集處理器的企業(yè)，其使用還依賴進口，并且進口價格非常高。隨著我國海洋技術(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)用必將會越來越普遍，在這種情況下，完全依賴進口是非常不現(xiàn)實的。因此，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品非常有必要。
