精儀智檢

摘 要：本項目將高精度的浮子式驗潮儀與智慧展示平臺相結合，旨在進行水文信息檢測和數據展示。項目團隊依靠自研的三種核心硬件技術來精準采集數據，隨后把數據傳輸至服務器端。接著，運用自研算法對數據進行計算優化，從而得出該水域的各項水文信息，并在自主搭建的智慧展示平臺上予以展示。本項目能夠提供液位檢測、數據分析、災害預警等一體化解決方案。

關鍵詞： 浮子式驗潮儀；水利監測；液位檢測；災害預警

1 作品介紹

浮子式驗潮儀作為水位監測和海洋災害預警的關鍵產品，在眾多行業有著廣泛應用。隨著各行業需求的增長，驗潮儀的市場需求也不斷擴大。本項目團隊自研了一種浮子式驗潮儀，該產品采用了“蓄電池＋太陽能”或電源供電的形式，數據采集器由團隊自主研發。設備本身的數據采集器能夠采集艙內液位、吃水深度、壓力、溫度等數據，擴展設備的數據采集器在收集數據后，先將數據傳輸至機身，再通過遠程通信技術將已采集到的數據傳輸至服務器。產品配置了262 144組編碼（16圈，每圈16 384個編碼）的機械式真多圈絕對值編碼器進行數據采集和記憶，并通過與云平臺結合使用浮子技術、設備、介質及監測設備，將采集的數據傳輸至服務器端，經本產品MLRS系統的特殊算法計算后得出該水域的各項數據，經分類后在平臺上展示數據，并提供液位監測、數據分析等一體化解決方案。

2 技術原理

（1）磁性浮子技術：基于浮力與靜磁場相互作用原理。在驗潮儀設計里，帶有磁體的浮球是核心感應部件，其在被測介質中的位置會隨液位升降而動態變化：液位上升時，浮球受浮力作用上浮；液位下降時則相反。浮球內的磁體與傳感器（磁簧開關）緊密配合，當浮球位置改變，磁體與磁簧開關相對位置發生變化時，會使串聯入電路的元件（如定值電阻）數量改變，進而引發儀表電路系統電學量改變。這種以電學量變化反映液位的方式，經國家海洋標準計量中心嚴格檢定，達到二級精確度，且具備電子式零點校準功能，有效保障了測量精度與準確性。

（2）機械式真多圈絕對值編碼器：在數據采集環節，采用配置了262 144組編碼的機械式真多圈絕對值編碼器。此編碼器在數據采集和記憶方面表現卓越，多圈編碼設計可精確記錄浮球的位置變化，確保數據的連續性與準確性。同時，因其獨特的機械結構和編碼原理，它不受停電、環境干擾等因素影響，極大增強了數據的可靠性與穩定性，從而為后續的數據處理和分析奠定堅實基礎。

（3）軟件技術上，多維數據分析輔助決策系統發揮著關鍵作用。其中多源異構數據融合利用多傳感器信息，整合不同來源、模式、媒質、時間和形式的海洋數據，基于深度學習方法融合原位觀測、衛星數據等，減少垂直方向雜散信號，并通過特定架構和插值處理生成融合數據集，為研究和生產提供數據支撐。

3 項目創新點

（1）更高的穩定性：采用團隊自主研發的機械式真多圈絕對值編碼器，其獨特的機械結構和編碼機制可實現掉電記憶功能，即使在斷電情況下，它也能自動保存當前狀態，無需手動恢復。這一創新大幅提高了數據穩定性，保障了設備在復雜環境下可靠運行。

（2）更強的抗干擾性：產品搭載了嵌入式自動矯正技術，其內部算法能夠在外界因素波動劇烈的情況下，自動對測量數據進行矯正。這一技術有效提高了數據傳輸的抗干擾性，讓設備在惡劣環境中依然能夠保持穩定的性能。

（3）更高的精度：團隊通過雙輪盤精度調整技術將分辨率從5 mm提升至1 mm，實現了對機械因細微變動產生的數據偏差的校正。這一創新顯著提升了產品的測量精度，滿足了更高標準的生產需求。

（4） 技術創新融合：產品首次融合多源異構數據融合技術、長短期記憶神經網絡技術、循環神經網絡技術以及空間模態分析算法技術。通過這種創新融合，產品在數據處理和分析方面智能化水平更高，數據處理效率和準確性得到極大提升。

（5）智慧展示平臺：團隊自主開發的數據監測結果智慧展示平臺，實現了數據利用的最大化。