青岛道万科技有限公司——DW31系列多联采水器
采样设备 | 采水设备
道万DW31系列多联采水器
Daowan DW31 Series Multi-bottle Water Sampler | 型号：DW3101-DR / DW3101-SC / DW3102-DR / DW3102-SC
产品定位
道万自主研发采水控制与软件系统，集成德国、丹麦原厂采水框架
图1 HYDRO-BIOS 多联采水阵列（原厂产品图） |
图2 KC-Denmark 框架 12 瓶配置整机（产品图） |
产品概述
DW31 系列多联采水器是青岛道万科技有限公司自主研发采水控制与软件系统、集成国际主流采水框架的分层采水产品系列：道万自主研发水下主控、采水控制电子、甲板单元与 DWS 软件，构成完整的采水控制与数据体系；采水框架与采水瓶选用德国 HYDRO-BIOS 与丹麦 KC-Denmark 两家国际知名采水器厂商的原厂标准部件，在国内完成系统集成、测试与整机交付，形成覆盖两种采样模式、两个框架品牌的四个型号。
系列按采样模式分两类：在线实时采样型（配置码 -DR），采水层位由实时回传的温盐深剖面数据确定，闭瓶指令实时下发、逐瓶确认；预设采样深度自容采样型（配置码 -SC），布放前设定采水层位序列，设备脱离电缆按预设深度自动闭瓶，回收后读取数据。
采水框架选用原厂标准部件：HYDRO-BIOS 多联采水阵列提供 6 / 12 / 24 瓶位与 1.7～10 L 瓶容选择，工作深度 3 000 m（可选 6 000 m）；KC-Denmark Rosette 框架提供 12 / 24 瓶位与 10 L 采水瓶，额定工作深度 6 000 m。框架结构、瓶体与执行机构的机械部分沿用原厂设计与规格，不做改动。
两个框架共用同一套道万控制与软件体系：深度判断来自主控（或 DW16 温盐深仪）自身的压力通道，采水层位与温盐深剖面数据出同源，回收后瓶号、层位、剖面记录三者直接对应。
设备特点
● 一个主控、两个框架：道万主控系统已成功集成 HYDRO-BIOS 与 KC-Denmark 两家国际采水器框架，同步集成温盐深、叶绿素、浊度、溶解氧、高度计等主流传感器；
● 两种采样模式：在线实时采样（-DR）与预设采样深度自容采样（-SC），按船时、缆具条件与调查目的选型；
● 6～24 瓶位、1.7～10 L 瓶容：层位密度与单样体积按调查需求组合；
● 层位与剖面同源：深度判断取自主控压力通道，闭瓶时刻的深度、温度、盐度随瓶号一并记录；
● 深海覆盖：HYDRO-BIOS 框架 3 000 m（可选 6 000 m），KC-Denmark 框架 6 000 m 全海深，实时型 FSK 载波通信距离可达 10 000 m；
● 闭瓶动作可确认：HYDRO-BIOS 框架每条闭瓶指令均有应答；KC-Denmark 框架全行程瓶位监测，软件计数／三点霍尔基准一键回零；
● 软件易用：道万 DWS 软件（中文界面），覆盖实时显示、层位设定、手动触发、曲线回放与数据导出；
● 自主研发与本地化交付：水下主控、采水控制电子、甲板单元、DWS 软件与 FSK 通信由道万自主研发，整机在国内集成、测试与交付，质保、备件与标定服务本地化提供。
型号与选型对比
型号按「采水框架品牌 × 采样模式」设立，采样模式以道万配置码表示：-DR 为在线实时采样（直读式），-SC 为预设采样深度自容采样（自容式）；采水瓶数量与单瓶容积为各型号下的配置选项，下单时确定。
| 型号 | 采样模式 | 采水框架品牌 | 瓶数×单瓶容积 | 工作深度 | 数据回传方式 |
| DW3101-DR | 在线实时采样 | HYDRO-BIOS（德国） | 6/12/24 瓶×1.7/2.5/5/10 L | 3 000 m，可选6 000 m | FSK铠装电缆载波实时回传 |
| DW3101-SC | 预设采样深度自容采样 | HYDRO-BIOS（德国） | 6/12/24 瓶×1.7/2.5/5/10 L | 3 000 m，可选6 000 m | 无缆自容作业，回收后读取 |
| DW3102-DR | 在线实时采样 | KC-Denmark（丹麦） | 12×10 L 或 24×10 L | 6 000 m | FSK铠装电缆载波实时回传 |
| DW3102-SC | 预设采样深度自容采样 | KC-Denmark（丹麦） | 12×10 L 或 24×10 L | 6 000 m | 无缆自容作业，回收后读取 |
选型建议：层位多、单样体积小（营养盐、Chl-a 等）选 24 瓶配小容积采水瓶；层位少、需要大体积水样（微生物培养、DOM）选 6 或 12 瓶配 5～10 L。有铠装缆与绞车条件、需要现场判断层位时选实时型；无电缆作业条件或需按预设层位独立运行时选自容型。深海与近底层采样优先 DW3102 系列（6 000 m，高度计与触底报警器辅助）；陆架陆坡常规断面与多层采样可选 DW3101 系列。自容型的触发、供电与存储配置以项目技术协议为准。
图3 采水器框架对比图（24 瓶 / 12 瓶 / 6 瓶框架实拍）
工作原理
实时型（-DR）随绞车下放，水下传感器同步采集温度、盐度、深度、叶绿素浓度、离底高度等参数并实时回传甲板；操作人员在剖面曲线上判定目标层位后逐瓶下发闭瓶指令，电机带动执行臂精确转位，依次闭合对应瓶位的采水瓶并回送应答，完成多层离散采水。HYDRO-BIOS 框架型经甲板电缆以 RS-232 通信，深度判断来自 DW16 的压力通道；KC-Denmark 框架型经船载铠装缆 FSK 载波通信，通信距离可达 10 000 m。
自容型（-SC）布放前通过软件设定采水层位序列，设备以内置电池独立供电、脱离电缆运行：下放与上提过程中将实测深度与预设层位比对，到层自动闭瓶并记录瓶号与当时的温盐深数据，回收后经 RS-232 连接 DWS 软件读取数据。自容型的触发、供电与存储配置以项目技术协议为准。
两种模式的深度判断均来自主控（或 DW16）自身的压力通道，采水层位与剖面数据出同源，回收后瓶号、层位、剖面记录三者可以直接对应。
图4 系统链路示意：道万主控经 RS-232 与采水控制单元通讯（HYDRO-BIOS 框架型，原厂原理示意）
系统组成
| 部件 | 作用 |
| 采水框架与瓶阵 | HYDRO-BIOS 不锈钢框架 6 / 12 / 24 瓶位，或 KC-Denmark 12 / 24 瓶 Rosette 内外双框架；电机驱动按瓶位顺序闭瓶，快装支架换瓶 |
| 采水瓶 | HYDRO-BIOS 框架配 1.7 / 2.5 / 5 / 10 L 塑料采水器或通畅流采水器；KC-Denmark 框架配 10 L 采水瓶，随机配备用瓶 |
| 控制单元 | DW3102 系列由道万水下主控单元（6 000 m 耐压、内置耐压电池）控制；DW3101 系列由道万 DW16 温盐深仪（直读式或自容式）控制，剖面测量与采水触发同一套电子完成 |
| 水下传感器集成 | FS1613 温盐深仪、叶绿素、浊度（Seapoint）、溶解氧、pH（AMT）、高度计与触底报警器（KC-Denmark 框架型标配位），并可按需求集成其他主流传感器 |
| 甲板控制单元 | DW3102 系列为高强度防护箱甲板单元（工控机＋显示屏，运行 DWS 软件）；DW3101 系列经甲板电缆连接 DWS 软件 |
| 电缆与附件 | 甲板电缆／FSK 水下电缆、调试充电电缆、水密堵头、承力头等随机配齐 |
自主研发与国产化配套
DW31 系列为道万自主品牌产品：系统方案、控制电子与软件由道万自主研发，采水框架、采水瓶与执行机构选用德国 HYDRO-BIOS、丹麦 KC-Denmark 原厂标准部件，整机在国内完成集成、调试、测试与交付，由道万统一提供质保、标定与技术服务。研发、部件与服务三个层面的分工如下：
| 组成与环节 | 提供方 | 说明 |
| 水下主控与采水控制电子 | 道万自主研发 | 耐压主控单元、控制与通信电子由道万设计开发，持续迭代升级 |
| 甲板控制单元 | 道万自主研发 | 工控机＋显示屏甲板单元，运行道万 DWS 软件 |
| DWS 软件 | 道万自主研发 | 中文界面，覆盖配置调试、采水作业、剖面显示与数据导出，按用户作业习惯与反馈持续升级 |
| 系统集成与测试 | 道万 | 整机联调、功能与耐压测试、出厂标定在国内完成 |
| 采水框架与瓶阵 | HYDRO-BIOS（德国）KC-Denmark（丹麦） | 原厂标准部件，机械结构与规格沿用原厂设计，不做改动 |
| 水下传感器 | 国际主流品牌 | 温盐深、叶绿素、浊度、溶解氧、pH、高度计等按调查需求选配 |
| 质保与技术服务 | 道万 | 境内统一质保，备件、标定、维修与技术培训本地化提供 |
这一分工使 DW31 系列同时具备国际成熟机械平台的可靠性与国内研发响应的灵活性：机械采水部分采用经过长期海上作业验证的原厂部件，控制、软件与数据体系由道万自主开发，可按国内调查任务的作业习惯与项目需求定制功能与接口，并提供快速的技术支持。
软件系统
KC-Denmark 框架型（DW3102）甲板单元运行道万 DWS 软件，覆盖配置调试、采水作业与剖面曲线显示功能界面，甲板单元与水下主控经集成通信口即插即用。
● 配置调试界面：1 / 2 / 4 Hz 实时数据刷新与通信心跳监测，支持上电授权、电机单步动作、回零标定与手动瓶位选择，提供历史数据查询与批量导出；
图5 道万 DWS 软件配置调试界面（采样层位序列与瓶位控制）
● 采水作业主界面：参数数值与实时曲线双显示，电机状态、电池电量与通信状态在线监视，作业中随时触发采水或暂停，调试 / 作业模式一键切换；
● 剖面曲线界面：温盐深、叶绿素、离底高度随深度剖面绘制，多参数同屏对比、缩放与数据点查询，辅助判断水体分层结构、选定采水层位。
图6 道万 DWS 软件采水作业主界面
图7 道万 DWS 软件剖面曲线显示界面
HYDRO-BIOS 框架型（DW3101）配道万 DWS 软件：中文界面，覆盖实时剖面显示、层位设定、手动触发、瓶号与数据记录，与 DW16 系列共用同一套操作流程与数据导出方式。
配置与选型
瓶位数量按调查层位密度与航次船时确定：12 / 24 瓶型适合标准断面与高分辨率垂向采样，6 瓶配置适合少层位大体积取样。KC-Denmark 框架型在瓶位标定方式上分两档：12 瓶型采用软件计数回零标定（RESET 回转至 1 号瓶前基准位，支持手动瓶位标定），24 瓶型采用三点霍尔自动回零标定（计数器位于 6#/7#、14#/15#、22#/23# 瓶位之间），回零时间显著缩短；作业前请按机型核对面板按键功能。
DW3102 系列经船载铠装同轴缆实现 FSK 载波通信：甲板侧 FSK 接口输出 48 V，缆芯与外铠分别对应信号两极，铠装缆不能向水下供电；配套绞车与铠装缆由用户船方提供。DW3101 系列控制单元选用直读式 DW16（DW1613-D 1 500 m / DW1623-D 6 000 m）实现在线实时采样，自容采样则选用自容式 DW16（16 GB 存储、内置可充电锂电池）。具体配置以项目技术协议为准。
图8 DW16 系列温盐深仪（DW3101 系列控制单元，产品图）
技术参数
DW3101 系列（HYDRO-BIOS 框架）
| 瓶位数 | 6 / 12 / 24（按配置选定） |
| 采水瓶容量 | 1.7 / 2.5 / 5 / 10 L 塑料采水器；另可选通畅流采水器 |
| 框架材质 | 不锈钢 |
| 电机单元与电池壳材质 | 钛合金 |
| 工作深度 | 3 000 m，可选 6 000 m |
| 闭瓶方式 | 电机驱动释放，按瓶位顺序依次闭合 |
| 水下供电 | 3 节 CR 123 A 锂电池（3 V），视配置约 100 小时 |
| 压力传感器 | 阵列本体不配；深度由 DW16 提供 |
| 阵列接口 | SUBCONN MC BH 3 F（脚 1 GND，脚 2 Rx，脚 3 Tx）或国产品牌同规格 |
| 串口参数 | 38 400 bps，8 数据位，1 停止位，无校验 |
| 触发方式 | 按深度（可设多级）、按时间间隔、DWS 软件手动触发 |
| 闭瓶顺序 | 按瓶位安装顺序依次闭合 |
| 指令回执 | 每条闭瓶指令均返回应答，软件显示动作状态 |
| 瓶号与剖面 | 闭瓶时刻的深度、温度、盐度随瓶号一并记录 |
| 数据导出 | 按 DW16 配套软件导出，可直接用于剖面制图与归档 |
DW3102 系列（KC-Denmark 框架）
| 最大工作深度 | 6 000 m |
| 采水瓶配置 | 12 瓶 × 10 L 或 24 瓶 × 10 L（按配置选定） |
| 数据刷新率 | 1 Hz / 2 Hz / 4 Hz 可选 |
| 水下通信 | FSK 载波通信（经船载铠装缆），实时型通信距离可达 10 000 m |
| 本地调试通信 | RS-232 串口 |
| 单瓶闭合时间 | 约 15 s |
| 单步走位时间 | 约 50 s |
| 水下电池容量 | 21 500 mAh（耐压电池组，铠装缆不向水下供电） |
| 满电理论续航 | ≥72 h |
| 瓶位标定 | 12 瓶型：软件计数回零＋手动标定；24 瓶型：三点霍尔自动回零 |
| 操作控制 | 物理按键＋DWS 软件双通道 |
| 传感器 | 量程 | 精度 | 分辨率 |
| 温度 | -5～36 ℃ | ±0.002 ℃ | 0.0001 ℃ |
| 压力 | 0～6 000 dbar | ±0.05%FS | 0.002%FS |
| 电导率 | 0～75 mS/cm | ±0.005 mS/cm | 0.0001 mS/cm |
| 叶绿素 | 0～150 μg/L | 最低检测限 0.02 μg/L | 0.02 μg/L |
| 高度计 | 0.1～100 m | ±0.01%FS | 1 mm |
| 触底警报器 | 距底过近时提供报警信息 | ||
| 浊度 | 25～4 000 FTU（增益四档可选） | 线性度 ±2%（0～1 250 FTU） | 灵敏度 2～200 mV/FTU（按增益） |
| 溶解氧 | 0～150% 饱和度，0～20 mg/L | ±2%（测量值） | 0.1% 饱和度 |
| pH | 2～11 pH（0～14 可设定） | 0.05 pH | 0.01 pH |
水下单元由主控单元内置耐压电池独立供电；主控输出的 48 V 仅为 FSK 通信模块供电，铠装缆不能向水下设备供电。
甲板控制单元（DW3102 系列）
| 输入电源 | 船电 220 V AC（标准三芯插座，欧标 F 型输入） |
| 箱体防护 | 防溅水、防尘、防振、抗冲击、耐高低温（甲板防护级，不可浸水） |
| 人机界面 | 工控机＋显示屏，运行 DWS 软件 |
| 面板按键 | 主电源（MAIN PWR）、工控机电源（IPC PWR）、RESET、ACTION |
| 面板接口 | USB、以太网（ETH）、集成通信口、接地螺栓 |
| 集成通信口 | 单一航空插口，随机配调试充电电缆与 FSK 电缆各一根 |
应用领域
● 大洋、深海断面调查的多层离散采水（6～24 层）；
● 海洋与湖泊分层水样采集：营养盐、溶解氧、叶绿素 a 与微生物样品剖面采集；
● 近底层高分辨率采样：高度计与触底报警器辅助，安全贴近海底取水（DW3101 系列）；
● 断面调查按标准层位取水，层位与 CTD 数据同源对应；
● 水质基线调查、环境影响评价与排污混合区调查；
● 水库、河口与饮用水源地的垂向水质采样；
● 监测站、海洋平台等长期监测场景的配套采水；
● 教学实习与观测系统集成项目中的采水功能配置。
产品图集
图9 现场实拍：框架回收检查 |
图10 现场实拍：双人配合扶稳阵列框架 |
图11 KC-Denmark 框架型内外双框架结构 |
图12 多联采水器整机实拍（12 瓶位框架） |
图13 甲板控制单元（开盖状态，集成显示屏与操作面板） |
图14 采水瓶瓶口与闭瓶执行机构特写 |
图15 甲板控制单元操作面板特写 |
图16 HYDRO-BIOS 多联采水阵列（6 瓶配置实拍） |
图17 海试现场：多联采水阵列与道万 CTD 集成整机 |
图18 海试现场：采水瓶与道万 CTD 集成细部 |
图19 海试现场：阵列沿船舷布放 |
图20 海试现场：多联采水阵列出水瞬间 |
