极端环境水温测温监测系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010730338.8 (22)申请日 2020.07.27 (71)申请人 航天科工通信技术研究院有限责任 公司 地址 610000 四川省成都市成华区崔家店 路75号1栋2单元 (72)发明人 张启张萌陈自然何乐 (74)专利代理机构 成都四合天行知识产权代理 有限公司 51274 代理人 冯龙王记明 (51)Int.Cl. G01K 13/00(2006.01) G01K 1/02(2006.01) G01K 1/00(2006.01) B63B 22/00(2006。

2、.01) H04W 4/38(2018.01) H04W 4/80(2018.01) G08C 17/02(2006.01) F24H 1/10(2006.01) F24H 9/20(2006.01) (54)发明名称 极端环境水温测温监测系统 (57)摘要 本发明公开了一种极端环境水温测温检测 系统， 包括树簇形浮标群、 环境监测装置、 无线收 发器、 微处理器和水温控制外设， 树簇形浮标群， 收集到的水温数据发送给无线收发器； 环境监测 装置， 收集环境温度数据， 并将环境温度数据发 送给无线收发器； 无线收发器， 接收树簇形浮标 群发送的水温数据和环境监测装置发送的环境 温度数据， 并将。

3、水温数据和环境温度数据发送给 微处理器； 微处理器， 接收水温数据和环境温度 数据， 控制水温控制外设调节水温； 水温控制外 设， 接收微处理器的调节信号， 并根据调节信号 控制调节水温； 能够通过监测不同深度的水温， 并通过无线收发方式有效传递水温信号， 从而对 现场水温进行有效调控。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 111780891 A 2020.10.16 CN 111780891 A 1.极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 包括树簇形浮标群、 环境监测装置、 无线 收发器、 微处理器和水温控制外设， 树簇形浮标群和环境监测装置分别与无线收发器连接， 无线收发器和水温。

4、控制外设分别与微处理器连接， 其中， 树簇形浮标群， 包括若干个呈树簇形分布的三种浮标， 在浮标上设有用于温度测量的 温度传感器， 树簇形浮标群能够将收集到的水温数据发送给无线收发器； 环境监测装置， 收集环境温度数据， 并将环境温度数据发送给无线收发器； 无线收发器， 接收树簇形浮标群发送的水温数据和环境监测装置发送的环境温度数 据， 并将水温数据和环境温度数据发送给微处理器； 微处理器， 接收水温数据和环境温度数据， 并根据所收到的数据向水温控制外设发送 调节信号控制水温控制外设调节水温； 水温控制外设， 接收微处理器的调节信号， 并根据调节信号控制调节水温； 所述树簇形浮标群包括能浮于水。

5、面的顶测浮球(1)、 能在水中上下浮动的中测浮球(3) 和能潜入水下的潜测浮球(5)， 所述顶测浮球(1)和中测浮球(3)之间固定有上连接绳(2)， 中测浮球(3)和潜测浮球(5)之间固定有下连接绳(4)， 所述顶测浮球(1)、 中测浮球(3)和潜 测浮球(5)均设有若干个， 并且顶测浮球(1)、 中测浮球(3)和潜测浮球(5)从上至下呈树簇 形分布。 2.根据权利要求1所述的极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 所述顶测浮球(1) 包括缺口浮球壳(13)， 所述缺口浮球壳(13)的缺口开设于顶测浮球(1)的顶部， 在缺口浮球 壳(13)的缺口处固定有顶部支架(12)， 顶部支架(12)的。

6、上方固定有防水棚(11)， 在缺口浮 球壳(13)内设有热力架(15)， 热力架(15)与缺口浮球壳(13)的内壁固定， 在热力架(15)的 上方固定有加热盘(14)， 所述温度传感器固定于缺口浮球壳(13)的外表面。 3.根据权利要求1所述的极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 所述中测浮球(3) 包括往复浮球壳(31)， 在往复浮球壳(31)的表面开设有水进出口(34)， 在往复浮球壳(31) 内设有往复薄膜(33)， 往复薄膜(33)与往复浮球壳(31)的内壁固定并将往复浮球壳(31)内 分为独立的两部分， 所述水进出口(34)位于往复浮球壳(31)内其中一个独立部分， 在往复 浮球。

7、壳(31)内另一个独立部分内固定有薄膜伸缩杆(32)， 薄膜伸缩杆(32)的一端与往复浮 球壳(31)的内壁固定， 其另一端与往复薄膜(33)固定， 所述温度传感器固定于往复浮球壳 (31)的外表面。 4.根据权利要求1所述的极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 所述水温控制外设 包括水面抽水部(7)， 在水面抽水部(7)的上方固定有加热顶棚(6)， 水面抽水部(7)的下方 固定有混合部(8)， 混合部(8)的下方固定有水底抽水部(9)， 所述水面抽水部(7)、 混合部 (8)和水底抽水部(9)内部连通。 5.根据权利要求4所述的极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 所述加热顶棚(6)。

8、 包括棚壳(62)， 所述棚壳(62)顶部设有开口， 在所述开口的上方固定有弧形顶(63)， 棚壳 (62)的底部嵌入水面抽水部(7)， 并且在棚壳(62)的底部设有热力器(61)， 所述热力器(61) 贯穿棚壳(62)， 热力器(61)的上表面位于棚壳(62)内， 其下表面位于水面抽水部(7)内， 在 棚壳(62)内还设有活动隔离板(64)， 活动隔离板(64)与棚壳(62)的内壁铰接并能将棚壳 (62)的内部分为上下两个部分。 6.根据权利要求4所述的极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 所述水面抽水部 权利要求书 1/2 页 2 CN 111780891 A 2 (7)包括上抽水盘(。

9、71)和上运输管(72)， 所述混合部(8)包括向混合部(8)内抽水的抽水混 合球(81)和排水口(82)， 所述水底抽水部(9)包括下运输管(91)和下抽水盘(92)， 所述加热 顶棚(6)的底部嵌入上抽水盘(71)内， 上运输管(72)的上端与上抽水盘(71)固定， 上运输管 (72)的下端与抽水混合球(81)固定， 所述下运输管(91)的上端与抽水混合球(81)固定， 下 运输管(91)的下端与下抽水盘(92)固定， 所述上抽水盘(71)、 上运输管(72)、 抽水混合球 (81)、 下运输管(91)和下抽水盘(92)的内部连通， 在所述抽水混合球(81)上开设有环形的 排水口(82)。。

10、 7.根据权利要求6所述的极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 所述上抽水盘(71) 包括中空的上盘壳(711)， 在上盘壳(711)上开设有环形的上抽水口(712)， 所述加热顶棚 (6)的底部嵌入上盘壳(711)内， 所述上运输管(72)的上端与上盘壳(711)的底部固定， 并且 上运输管(72)与上盘壳(711)的内部连通。 8.根据权利要求6所述的极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 所述抽水混合球 (81)包括球壳(811)， 在球壳(811)上开设有环形的排水口(82)， 在球壳(811)内设有排水盒 (813)， 所述排水盒(813)位于球壳(811)内部的中心， 排水盒。

11、(813)与所述上运输管(72)和 下运输管(91)之间均固定有能将水向排水盒(813)推行的中间推行组件(812)。 9.根据权利要求8所述的极端环境水温测温检测系统， 其特征在于， 所述中间推行组件 (812)包括推行外壳(8122)， 所述推行外壳(8122)为中空的圆盘， 在推行外壳(8122)内设有 大转动盘(8124)， 所述大转动盘(8124)的圆心向水流方向的垂直方向偏离推行外壳(8122) 的圆心， 在大转动盘(8124)上叠设有小转动盘(8126)， 小转动盘(8126)的圆心与大转动盘 (8124)重合， 小转动盘(8126)的直径小于大转动盘(8124)的直径， 在推行。

12、外壳(8122)的圆 心处设有转动轴(8121)在转动轴(8121)上设有若干个推动板(8123)， 所述推动板(8123)的 一端分别与转动轴(8121)铰接， 推动板(8123)的另一端与推行外壳(8122)的内壁接触， 在 推动板(8123)上还设有连接弧板(8125)， 所述连接弧板(8125)的一端与推动板(8123)铰 接， 其另一端与大转动盘(8124)铰接， 在推行外壳(8122)外还设有外保护壳(8127)， 所述外 保护壳(8127)与排水盒(813)固定。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111780891 A 3 极端环境水温测温监测系统 技术领域 0001 本发明涉。

13、及极端环境水温监测调控设备领域， 具体是极端环境水温测温检测系 统。 背景技术 0002 目前， 对于温度敏感的工业、 农业、 医学等现场， 如通信基站机房、 矿井、 粮仓、 智能 家居等环境中均需要对温度进行监测， 传统温湿度监控系统通常需要进行人工实时测量， 或从监测区域铺设电线到监测室进行监测， 这种方式成本高、 布线烦琐、 费时费力且可扩展 性差； 监测网络选择有线网络， 成本会因监测范围， 监测节点的增加而不断上升， 长时间使 用， 线路容易受到虫鼠影响， 可靠性下降， 导致网络故障， 测量工作受到影响； 如何解决传统 温度监测系统采用的有线网络所带来铺设、 维护等诸多不便已成为目前。

14、研究的热点。 0003 而在极端环境中， 有线网络被破坏的概率更加高， 因为在极端环境下， 自然环境对 有线网络的作用往往就足够阻断有线网络的信号传输， 所谓极端环境主要包括的是极热环 境和极寒环境， 在极热环境下， 有限网络容易由于过热而被烧掉， 在极寒环境下， 由于寒冷 会造成有线网络信号不畅通， 由于极寒环境下水温恒温控制的应用范围较大， 在本方案中 主要涉及极寒环境下的水温恒温监测和调控的问题， 由于水的比热容较大， 所以在极寒环 境下的现场水温自上而下往往温差较大， 不利于温度敏感的工业、 农业、 医学等现场的应 用， 所以目前在极寒环境下的极端环境水温监测调控设备领域亟待解决的问题。

15、是如何稳定 监测现场不同深度的水温并对水温有效的进行调控。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服现有技术在极寒环境中有线网络不能有效的进行信号传 递， 并且不能有效对不同深度的现场水温进行监测的不足， 提供了一种极端环境水温测温 检测系统， 能够通过监测不同深度的水温， 并通过无线收发方式有效传递水温信号， 从而对 现场水温进行有效调控。 0005 本发明的目的主要通过以下技术方案实现： 0006 极端环境水温测温检测系统， 包括树簇形浮标群、 环境监测装置、 无线收发器、 微 处理器和水温控制外设， 树簇形浮标群和环境监测装置分别与无线收发器连接， 无线收发 器和水温控制外设分别与微处理。

16、器连接， 其中， 0007 树簇形浮标群， 包括若干个呈树簇形分布的三种浮标， 在浮标上设有用于温度测 量的温度传感器， 树簇形浮标群能够将收集到的水温数据发送给无线收发器； 0008 环境监测装置， 收集环境温度数据， 并将环境温度数据发送给无线收发器； 0009 无线收发器， 接收树簇形浮标群发送的水温数据和环境监测装置发送的环境温度 数据， 并将水温数据和环境温度数据发送给微处理器； 0010 微处理器， 接收水温数据和环境温度数据， 并根据所收到的数据向水温控制外设 发送调节信号控制水温控制外设调节水温； 说明书 1/7 页 4 CN 111780891 A 4 0011 水温控制外设。

17、， 接收微处理器的调节信号， 并根据调节信号控制调节水温； 0012 所述树簇形浮标群包括能浮于水面的顶测浮球、 能在水中上下浮动的中测浮球和 能潜入水下的潜测浮球， 所述顶测浮球和中测浮球之间固定有上连接绳， 中测浮球和潜测 浮球之间固定有下连接绳， 所述顶测浮球、 中测浮球和潜测浮球均设有若干个， 并且顶测浮 球、 中测浮球和潜测浮球从上至下呈树簇形分布。 0013 现有技术中通常采用有线网络进行温度监测信号的传递， 而在极寒环境下信号往 往会具备被阻断的风险， 所以本发明中将信号收发方式替换为无线网络， 而目前的主流通 信控制技术除了RS485等有线通信方式就是WiFi、 Bluetoo。

18、th、 ZigBee等无线通信方式； 无线 通信技术， 开发难度相对提高， 但建设和维保成本低、 易操作， 扩展性好； WiFi具有成本低、 技术开发难度小等优点， 但其安全性差、 功耗高、 通信稳定性差， 用户体验不好； WiFi易被破 解和间歇性断网问题， 使其不适合工作在远程水温监控系统中； Bluetooth是一种点对点、 短距离的通讯方式， 体积小易于携带， 主要用在移动设备或较短距离间传输； 其特点决定了 难以满足远程水温监控系统中多设备组网和复杂环境通信的要求； Zigbee技术是一种应用 于短距离和低速率下的无线通信技术， 主要用于距离短、 功耗低且传输速率不高的各种电 子设备。

19、之间进行数据传输， 为各种传感器应用提供了超低功耗解决方案； ZigBee自组网工 程应用规模可达100个， 远超WiFi、 Bluetooth， 因此， 远程水温通信控制系统采用ZigBee技 术优势明显； 本发明中的温度传感器分布于树簇形浮标群上， 单独的树簇形浮标本身包括 若干个各类浮标并呈树簇形放置于现场的水中， 各个树簇形浮标之间的通讯建立也是树簇 形的， 因为ZigBee网络拓扑结构主要有星型拓扑、 网状拓扑和树型拓扑三种； 其中网状拓扑 和树型拓扑称为点对点拓扑结构， 星型拓扑结构的主要特点是两个ZigBee终端设备要进行 通信， 必须通过ZigBee协调器节点进行中转， 如果网。

20、络拓扑中的终端数目过多， 会导致协调 器数据转发量变大， 其能量消耗就会比终端设备大得多； 网状拓扑和树型拓扑都属于点对 点拓扑， 点对点拓扑中的任何两个ZigBee终端设备只要在无线覆盖范围内， 就可以直接进 行通信， 不必通过第三方进行信息中转， 点对点网络具有自组织、 自修复的Ad-Hoc组网能 力， 相对于星型网络拓扑结构适用于短距离室内应用的情况， 点对点网络拓扑结构更适合 于远距离、 多节点的无线辐射覆盖范围更为广泛的应用； 而簇树形拓扑结构是一种特殊的 网状拓扑结构， 该网络拓扑结构由簇组成， 每一个簇都有一个或者多个设备作为叶节点的 簇头， 但是只有一个协调器负责组建和启动网络。

21、， 每一个新的节点都作为协调器的子节点 加入网络， 可以加入已经存在的簇， 也可以作为一个簇头组建新的簇， 簇树形拓扑结构的优 点是简化了多跳路由， 节约了大量能源， 每个节点在进行数据传输的时候只需要和其父节 点进行通信即可， 其他设备可以进入休眠状态从而节约能源； 所以本发明中采用的是树簇 形的无线架构， 环境监测装置能够将环境温度数据收集后传递给微处理器， 使得水温控制 外设能够根据环境温度对现场水温进行调节， 本发明中的温度监测采用顶测浮球、 中测浮 球和潜测浮球的共同作用来完成， 所述顶测浮球、 中测浮球和潜测浮球从上至下分布， 并呈 树簇形， 能够在覆盖更大的监测范围的基础上方便无。

22、线构架的形成， 避免不必要的信号干 扰， 从而能够通过监测不同深度的水温， 并通过无线收发方式有效传递水温信号， 从而对现 场水温进行有效调控。 0014 进一步的， 所述顶测浮球包括缺口浮球壳， 所述缺口浮球壳的缺口开设于顶测浮 球的顶部， 在缺口浮球壳的缺口处固定有顶部支架， 顶部支架的上方固定有防水棚， 在缺口 说明书 2/7 页 5 CN 111780891 A 5 浮球壳内设有热力架， 热力架与缺口浮球壳的内壁固定， 在热力架的上方固定有加热盘， 所 述温度传感器固定于缺口浮球壳的外表面。 由于本发明所处极端环境为极寒环境， 所以水 面温度往往较低， 而水下温度高于水面温度， 本发明。

23、中的缺口浮球壳的缺口开设于顶测浮 球的顶部， 在缺口浮球壳内设有热力架， 所述热力架上的加热盘能够有效的加热缺口浮球 壳内的空气， 从而加热缺口浮球壳周围的水温， 并且由于缺口浮球壳内不断被加热， 所以缺 口浮球壳会始终位于水面上， 能够有效的示意树簇形浮标群所在位置， 避免树簇形浮标群 的位置改变而影响水温监测。 0015 进一步的， 所述中测浮球包括往复浮球壳， 在往复浮球壳的表面开设有水进出口， 在往复浮球壳内设有往复薄膜， 往复薄膜与往复浮球壳的内壁固定并将往复浮球壳内分为 独立的两部分， 所述水进出口位于往复浮球壳内其中一个独立部分， 在往复浮球壳内另一 个独立部分内固定有薄膜伸缩杆。

24、， 薄膜伸缩杆的一端与往复浮球壳的内壁固定， 其另一端 与往复薄膜固定， 所述温度传感器固定于往复浮球壳的外表面。 本发明中的往复薄膜能够 在薄膜伸缩杆的作用下有效的向往复浮球壳内抽入水和向外排出水， 在抽入水时中测浮球 会下沉， 排出水时中测浮球会上浮， 通过对薄膜伸缩杆的控制， 能够有效的控制中测浮球的 升降从而有效增加水温监测的范围。 0016 进一步的， 所述水温控制外设包括水面抽水部， 在水面抽水部的上方固定有加热 顶棚， 水面抽水部的下方固定有混合部， 混合部的下方固定有水底抽水部， 所述水面抽水 部、 混合部和水底抽水部内部连通。 本发明中的水面抽水部和水底抽水部能够有效的将睡 。

25、眠和水底存在温度差异的水抽取并在混合部中混合后排出， 在形成上下双循环的水流循环 的基础上， 能够够有效的消除现场水温的上下温度差， 使得极寒环境下的现场水温能够保 持恒定。 0017 进一步的， 所述加热顶棚包括棚壳， 所述棚壳顶部设有开口， 在所述开口的上方固 定有弧形顶， 棚壳的底部嵌入水面抽水部， 并且在棚壳的底部设有热力器， 所述热力器贯穿 棚壳， 热力器的上表面位于棚壳内， 其下表面位于水面抽水部内， 在棚壳内还设有活动隔离 板， 活动隔离板与棚壳的内壁铰接并能将棚壳的内部分为上下两个部分。 本发明中的加热 顶棚中的热力器能够有效的将抽入水面抽水部的水进行加热， 同时也能对棚壳内的。

26、气体进 行加热， 从而使得热气涌向弧形顶， 使得加热顶棚能够为水面抽水部提供更强的浮力， 使得 水面抽水部能够有效的抽取水面的水， 从而使得水面较低水温的水能够有效的被加热并被 有效的向下运输， 在棚壳内的活动隔离板能够对棚壳内的热空气进行隔离， 在需要多加热 时， 封闭活动隔离板， 从而使得加热顶棚的加热能力更强， 加热效率上升， 在不需要较强的 加热时， 打开活动隔离板， 释放部分热量， 从而使得热交换效率下降。 0018 进一步的， 所述水面抽水部包括上抽水盘和上运输管， 所述混合部包括向混合部 内抽水的抽水混合球和排水口， 所述水底抽水部包括下运输管和下抽水盘， 所述加热顶棚 的底部嵌。

27、入上抽水盘内， 上运输管的上端与上抽水盘固定， 上运输管的下端与抽水混合球 固定， 所述下运输管的上端与抽水混合球固定， 下运输管的下端与下抽水盘固定， 所述上抽 水盘、 上运输管、 抽水混合球、 下运输管和下抽水盘的内部连通， 在所述抽水混合球上开设 有环形的排水口。 本发明中的水面的水通过上抽水盘经由上运输管送入抽水混合球， 水底 的水通过下抽水盘经由下运输管送入抽水混合球， 水在抽水混合球中混合后， 混合后的水 通过排水口排出。 说明书 3/7 页 6 CN 111780891 A 6 0019 进一步的， 所述上抽水盘包括中空的上盘壳， 在上盘壳上开设有环形的上抽水口， 所述加热顶棚的。

28、底部嵌入上盘壳内， 所述上运输管的上端与上盘壳的底部固定， 并且上运 输管与上盘壳的内部连通。 上盘壳上的环形的上抽水口能够从四周对水面水进行同时的抽 取， 能够有效的对上盘壳内的水进行加热的同时， 能够使得抽水范围变得更大， 水温恒温作 用变得更强， 有效的增强了对现场水温的调控能力。 0020 进一步的， 所述抽水混合球包括球壳， 在球壳上开设有环形的排水口， 在球壳内设 有排水盒， 所述排水盒位于球壳内部的中心， 排水盒与所述上运输管和下运输管之间均固 定有能将水向排水盒推行的中间推行组件。 在球壳内的排水盒为水面的水和水底的水有效 的混合处， 而排水盒与所述上运输管之间的中间推行组件，。

29、 排水盒与所述下运输管之间的 中间推行组件完全相同， 都起到向排水盒中抽取水的作用， 球壳上开设的环形的排水口能 够将混合后的水从四周排出， 从而提高水温调控范围。 0021 进一步的， 所述中间推行组件包括推行外壳， 所述推行外壳为中空的圆盘， 在推行 外壳内设有大转动盘， 所述大转动盘的圆心向水流方向的垂直方向偏离推行外壳的圆心， 在大转动盘上叠设有小转动盘， 小转动盘的圆心与大转动盘重合， 小转动盘的直径小于大 转动盘的直径， 在推行外壳的圆心处设有转动轴在转动轴上设有若干个推动板， 所述推动 板的一端分别与转动轴铰接， 推动板的另一端与推行外壳的内壁接触， 在推动板上还设有 连接弧板，。

30、 所述连接弧板的一端与推动板铰接， 其另一端与大转动盘铰接， 在推行外壳外还 设有外保护壳， 所述外保护壳与排水盒固定。 在本发明中， 由于大转动盘的偏心， 在大转动 盘转动时， 会使得推动板能在连接弧板的作用下变速转动， 若干个推动板在不同转速的作 用下会推动液体单向运动， 并且不会受到温度变化的影响。 0022 综上所述， 本发明与现有技术相比具有以下有益效果： 0023 (1)本发明中的温度监测采用顶测浮球、 中测浮球和潜测浮球的共同作用来完成， 所述顶测浮球、 中测浮球和潜测浮球从上至下分布， 并呈树簇形， 能够在覆盖更大的监测范 围的基础上方便无线构架的形成， 避免不必要的信号干扰，。

31、 从而能够通过监测不同深度的 水温， 并通过无线收发方式有效传递水温信号， 从而对现场水温进行有效调控。 0024 (2)本发明中棚壳内的活动隔离板能够对棚壳内的热空气进行隔离， 在需要多加 热时， 封闭活动隔离板， 从而使得加热顶棚的加热能力更强， 加热效率上升， 在不需要较强 的加热时， 打开活动隔离板， 释放部分热量， 从而使得热交换效率下降。 0025 (3)本发明中， 由于大转动盘的偏心， 在大转动盘转动时， 会使得推动板能在连接 弧板的作用下变速转动， 若干个推动板在不同转速的作用下会推动液体单向运动， 并且不 会受到温度变化的影响。 附图说明 0026 此处所说明的附图用来提供对。

32、本发明实施例的进一步理解， 构成本申请的一部 分， 并不构成对本发明实施例的限定。 在附图中： 0027 图1为本发明模块流程示意图； 0028 图2为本发明树簇形浮标结构示意图； 0029 图3为本发明顶测浮球剖视图； 0030 图4为本发明中测浮球剖视图； 说明书 4/7 页 7 CN 111780891 A 7 0031 图5为本发明水温控制外设结构示意图； 0032 图6为本发明加热顶棚结构示意图； 0033 图7为本发明混合部结构示意图； 0034 图8为本发明中间推行组件结构示意图； 0035 附图标记所示为： 1-顶测浮球， 2-上连接绳， 3-中测浮球， 4-下连接绳， 5-潜。

33、测浮 球， 11-防水棚， 12-顶部支架， 13-缺口浮球壳， 14-加热盘， 15-热力架， 31-往复浮球壳， 32- 薄膜伸缩杆， 33-往复薄膜， 34-水进出口， 6-加热顶棚， 61-热力器， 62-棚壳， 63-弧形顶， 64- 活动隔离板， 7-水面抽水部， 71-上抽水盘， 711-上盘壳， 712-上抽水口， 72-上运输管， 8-混 合部， 81-抽水混合球， 811-球壳， 812-中间推行组件， 8121-转动轴， 8122-推行外壳， 8123- 推动板， 8124-大转动盘， 8125-连接弧板， 8126-小转动盘， 8127-外保护壳， 813-排水盒， 8。

34、2- 排水口， 9-水底抽水部， 91-下运输管， 92-下抽水盘。 具体实施方式 0036 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下面结合实施例和附图， 对本 发明作进一步的详细说明， 本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明， 并不作 为对本发明的限定。 0037 实施例1： 0038 如图14所示， 本实施例涉及一种极端环境水温测温检测系统， 包括树簇形浮标 群、 环境监测装置、 无线收发器、 微处理器和水温控制外设， 树簇形浮标群和环境监测装置 分别与无线收发器连接， 无线收发器和水温控制外设分别与微处理器连接， 其中， 0039 树簇形浮标群， 包括若干个呈树簇形分。

35、布的三种浮标， 在浮标上设有用于温度测 量的温度传感器， 树簇形浮标群能够将收集到的水温数据发送给无线收发器； 0040 环境监测装置， 收集环境温度数据， 并将环境温度数据发送给无线收发器； 0041 无线收发器， 接收树簇形浮标群发送的水温数据和环境监测装置发送的环境温度 数据， 并将水温数据和环境温度数据发送给微处理器； 0042 微处理器， 接收水温数据和环境温度数据， 并根据所收到的数据向水温控制外设 发送调节信号控制水温控制外设调节水温； 0043 水温控制外设， 接收微处理器的调节信号， 并根据调节信号控制调节水温； 0044 所述树簇形浮标群包括能浮于水面的顶测浮球1、 能在水。

36、中上下浮动的中测浮球3 和能潜入水下的潜测浮球5， 所述顶测浮球1和中测浮球3之间固定有上连接绳2， 中测浮球3 和潜测浮球5之间固定有下连接绳4， 所述顶测浮球1、 中测浮球3和潜测浮球5均设有若干 个， 并且顶测浮球1、 中测浮球3和潜测浮球5从上至下呈树簇形分布； 所述顶测浮球1包括缺 口浮球壳13， 所述缺口浮球壳13的缺口开设于顶测浮球1的顶部， 在缺口浮球壳13的缺口处 固定有顶部支架12， 顶部支架12的上方固定有防水棚11， 在缺口浮球壳13内设有热力架15， 热力架15与缺口浮球壳13的内壁固定， 在热力架15的上方固定有加热盘14， 所述温度传感 器固定于缺口浮球壳13的外。

37、表面； 所述中测浮球3包括往复浮球壳31， 在往复浮球壳31的表 面开设有水进出口34， 在往复浮球壳31内设有往复薄膜33， 往复薄膜33与往复浮球壳31的 内壁固定并将往复浮球壳31内分为独立的两部分， 所述水进出口34位于往复浮球壳31内其 中一个独立部分， 在往复浮球壳31内另一个独立部分内固定有薄膜伸缩杆32， 薄膜伸缩杆 说明书 5/7 页 8 CN 111780891 A 8 32的一端与往复浮球壳31的内壁固定， 其另一端与往复薄膜33固定， 所述温度传感器固定 于往复浮球壳31的外表面。 0045 本实施例中的树簇形浮标群每一个簇都有一个或者多个设备作为叶节点的簇头， 但是只。

38、有一个协调器负责组建和启动网络， 每一个新的节点都作为协调器的子节点加入网 络， 可以加入已经存在的簇， 也可以作为一个簇头组建新的簇， 簇树形拓扑结构的优点是简 化了多跳路由； 并且本实施例中的环境监测装置采用现有技术中能够大量进行配置的环境 监测装置， 使得本实施例能够进行大规模生产； 本实施例中的温度传感器也采用现有技术 中能够大量进行配置的温度传感器。 0046 为本实施例设计模拟实验， 以本实施例为实验组， 采用占地300平方米的开放水池 作为试验场地， 在零下20到零上5的环境下进行超过60天的水温恒温实验， 对比现有技 术本实施例通信信号传递在极寒环境下有效率平均提高63.92，。

39、 本实施例中的水温恒温 调节速率较现有技术提高33.6， 并且水温调节较现有技术更加均匀， 本实施例能够在覆 盖更大的监测范围的基础上方便无线构架的形成， 避免不必要的信号干扰， 从而能够通过 监测不同深度的水温， 并通过无线收发方式有效传递水温信号， 从而对现场水温进行有效 调控。 0047 实施例2： 0048 如图16所示， 本实施例在实施例1的基础上， 所述水温控制外设具体包括水面抽 水部7， 在水面抽水部7的上方固定有加热顶棚6， 水面抽水部7的下方固定有混合部8， 混合 部8的下方固定有水底抽水部9， 所述水面抽水部7、 混合部8和水底抽水部9内部连通； 所述 加热顶棚6包括棚壳6。

40、2， 所述棚壳62顶部设有开口， 在所述开口的上方固定有弧形顶63， 棚 壳62的底部嵌入水面抽水部7， 并且在棚壳62的底部设有热力器61， 所述热力器61贯穿棚壳 62， 热力器61的上表面位于棚壳62内， 其下表面位于水面抽水部7内， 在棚壳62内还设有活 动隔离板64， 活动隔离板64与棚壳62的内壁铰接并能将棚壳62的内部分为上下两个部分。 0049 实施例3： 0050 如图17所示， 本实施例在实施例2的基础上， 所述水面抽水部7具体包括上抽水 盘71和上运输管72， 所述混合部8包括向混合部8内抽水的抽水混合球81和排水口82， 所述 水底抽水部9包括下运输管91和下抽水盘92。

41、， 所述加热顶棚6的底部嵌入上抽水盘71内， 上 运输管72的上端与上抽水盘71固定， 上运输管72的下端与抽水混合球81固定， 所述下运输 管91的上端与抽水混合球81固定， 下运输管91的下端与下抽水盘92固定， 所述上抽水盘71、 上运输管72、 抽水混合球81、 下运输管91和下抽水盘92的内部连通， 在所述抽水混合球81上 开设有环形的排水口82； 所述上抽水盘71包括中空的上盘壳711， 在上盘壳711上开设有环 形的上抽水口712， 所述加热顶棚6的底部嵌入上盘壳711内， 所述上运输管72的上端与上盘 壳711的底部固定， 并且上运输管72与上盘壳711的内部连通。 0051 。

42、实施例4： 0052 如图18所示， 本实施例在实施例2或3的基础上， 所述抽水混合球81具体包括球 壳811， 在球壳811上开设有环形的排水口82， 在球壳811内设有排水盒813， 所述排水盒813 位于球壳811内部的中心， 排水盒813与所述上运输管72和下运输管91之间均固定有能将水 向排水盒813推行的中间推行组件812； 所述中间推行组件812包括推行外壳8122， 所述推行 外壳8122为中空的圆盘， 在推行外壳8122内设有大转动盘8124， 所述大转动盘8124的圆心 说明书 6/7 页 9 CN 111780891 A 9 向水流方向的垂直方向偏离推行外壳8122的圆心。

43、， 在大转动盘8124上叠设有小转动盘 8126， 小转动盘8126的圆心与大转动盘8124重合， 小转动盘8126的直径小于大转动盘8124 的直径， 在推行外壳8122的圆心处设有转动轴8121在转动轴8121上设有若干个推动板 8123， 所述推动板8123的一端分别与转动轴8121铰接， 推动板8123的另一端与推行外壳 8122的内壁接触， 在推动板8123上还设有连接弧板8125， 所述连接弧板8125的一端与推动 板8123铰接， 其另一端与大转动盘8124铰接， 在推行外壳8122外还设有外保护壳8127， 所述 外保护壳8127与排水盒813固定。 0053 以上所述的具体实。

44、施方式， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施方式而已， 并不用于限定本发明 的保护范围， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含 在本发明的保护范围之内。 说明书 7/7 页 10 CN 111780891 A 10 图1 图2 说明书附图 1/5 页 11 CN 111780891 A 11 图3 图4 说明书附图 2/5 页 12 CN 111780891 A 12 图5 说明书附图 3/5 页 13 CN 111780891 A 13 图6 图7 说明书附图 4/5 页 14 CN 111780891 A 14 图8 说明书附图 5/5 页 15 CN 111780891 A 15 。