一種水下非接觸式分離檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種水下非接觸式分離檢測裝置，包含：密封殼體組件，用于保護和避免水下非接觸式分離檢測裝置與水接觸；磁感應組件，設置在密封殼體組件的內部，在被分離物體的分離過程中輸出電磁感應信號；信號處理電路，設置在密封殼體組件的內部，且與磁感應組件相連接，將電磁感應信號進行放大比較處理后輸出電平信號；能源組件，設置在密封殼體組件的內部，且與信號處理電路相連接，為水下非接觸式分離檢測裝置提供電源。本發明通過檢測輸出的電平信號的高低，即可判斷物體是否已經成功分離，具有能源獨立、體積小巧、安裝方便、結構簡單等特點，適用于各種水下非接觸式分離檢測的場合。
【專利說明】一種水下非接觸式分離檢測裝置【技術領域】
[0001]本發明涉及一種分離檢測裝置，具體是指一種水下非接觸式分離檢測裝置，屬于硬件檢測設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在水下作業過程中，經常需要對設備進行分離工作，如水下機器人信標拋設、水下機器人壓載釋放等。因此需要配備相應的檢測裝置用來判斷設備是否被成功分離。
[0003]在工作水深較大時，傳統的接觸式檢測裝置中的動密封裝置容易因外部高壓造成漏水而引起檢測裝置的失效。而現有的磁感應檢測裝置由于避免了與被分離物體直接接觸，從而不需要采用動密封結構，因此得到了較廣泛的應用。但現有的各種磁感應檢測裝置通常需要額外的傳動機構以帶動磁鐵運動，同時磁感應檢測裝置通常由幾個獨立的子部分組成，沒有進行整體集成，對在不同設備上的安裝造成不便。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種水下非接觸式分離檢測裝置，其通過檢測輸出的電平信號的高低，即可判斷物體是否已經成功分離，具有能源獨立、體積小巧、安裝方便、結構簡單等特點，適用于各種水下非接觸式分離檢測的場合。
[0005]為實現上述目的，本發明提供一種水下非接觸式分離檢測裝置，其包含:密封殼體組件，用于保護和 避免所述的水下非接觸式分離檢測裝置與水接觸；磁感應組件，其設置在所述的密封殼體組件的內部，在被分離物體的分離過程中輸出電磁感應信號；信號處理電路，其設置在所述的密封殼體組件的內部，且與所述的磁感應組件相連接，將電磁感應信號進行放大和比較處理后輸出電平信號；能源組件，其設置在所述的密封殼體組件的內部，且與所述的信號處理電路相連接，為所述的水下非接觸式分離檢測裝置提供電源。
[0006]所述的密封殼體組件包含:密封艙，其呈圓柱體且一端設置有內凹圓柱孔；密封蓋，其設置在所述的密封艙的另一端且與該密封艙連接；密封圈，其設置在所述的密封艙和密封蓋之間的接觸面處，形成端面密封。
[0007]所述的密封艙與密封蓋之間通過螺釘緊固連接。
[0008]所述的磁感應組件包含:感應線圈座，其設置在所述的密封艙的內部，且圍繞設置在密封艙的內凹圓柱孔的外側壁上；感應線圈，其纏繞設置在所述的感應線圈座上；永久磁鐵，其固定在被分離物體上。
[0009]在被分離物體與水下非接觸式分離檢測裝置分離之前，所述的永久磁鐵設置在密封艙的外部，且位于所述的內凹圓柱孔的中心，被所述的感應線圈包圍。
[0010]在被分離物體與水下非接觸式分離檢測裝置分離時，所述的永久磁鐵從內凹圓柱孔中滑出，逐漸脫離感應線圈的包圍，感應線圈因切割磁感應線產生電磁感應信號。
[0011]所述的信號處理電路包含:信號放大電路，其設置在所述的密封艙的內部，且與所述的感應線圈相連接，該信號放大電路將感應線圈上產生的電磁感應信號放大后輸出電壓信號；電壓比較電路，其設置在所述的密封艙的內部，且與所述的信號放大電路相連接，該電壓比較電路接收信號放大電路輸出的放大后的電壓信號，并與預設在該電壓比較電路中的電壓閾值比較，當放大后的電壓信號大于電壓閾值時，該電壓比較電路輸出高電平信號，當放大后的電壓信號小于電壓閾值時，該電壓比較電路輸出低電平信號；水密連接器，其設置在所述的密封蓋上，且與所述的電壓比較電路相連接，接收電壓比較電路輸出的高電平信號或低電平信號并輸出。
[0012]所述的能源組件包含:電池座，其下端設置有圓柱體連桿，該圓柱體連桿上設置有螺紋，該電池座通過圓柱體連桿上的螺紋與所述的密封艙進行固定連接；電池，其固定設置在所述的電池座內，該電池的正極通過電源線與所述的信號放大電路以及電壓比較電路相連接并提供電源；電源開關，其設置在所述的密封蓋上，且與所述的電池相連接。
[0013]所述的電源開關采用2芯水密連接器改制制成，將所述的2芯水密連接器的尾部電纜中的兩根電線短路連接，并對2芯水密連接器的尾部進行硫化處理。
[0014]綜上所述，本發明所提供的水下非接觸式分離檢測裝置，通過檢測被分離物體在分離過程中，水密連接器輸出的電平信號的高低轉變過程，即可準確判斷被分離物體是否成功分離。
[0015]與現有技術相比較，本發明所提供的水下非接觸式分離檢測裝置，具有以下優點:1、自帶能源，獨立封裝，結構簡單，體積小巧，能夠作為子設備方便的安裝在各種水下設備上工作；2、感應線圈可自行繞制，信號放大電路與電壓比較電路結構簡單，成本較低；3、物體分離前永久磁鐵處于水下非接觸式分離檢測裝置中，避免對其它磁敏感設備的干擾；4、采用插拔式電源開關，方便水下非接觸式分離檢測裝置的上電，無需開艙操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明中的水下非接觸式分離檢測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合圖1，詳細說明本發明的一個優選實施例。
[0018]如圖1所示，為本發明所提供的水下非接觸式分離檢測裝置，包含:密封殼體組件，用于保護和避免所述的水下非接觸式分離檢測裝置與水接觸；磁感應組件，其設置在所述的密封殼體組件的內部，在被分離物體I的分離過程中輸出電磁感應信號；信號處理電路，其設置在所述的密封殼體組件的內部，且與所述的磁感應組件相連接，將電磁感應信號進行放大和比較處理后輸出TTL (晶體管-晶體管邏輯電平)電平信號；能源組件，其設置在所述的密封殼體組件的內部，且與所述的信號處理電路相連接，為所述的水下非接觸式分離檢測裝置提供電源。
[0019]其中，所述的密封殼體組件包含:密封艙2，其呈圓柱體且一端設置有內凹圓柱孔15 ;密封蓋9，其設置在所述的密封艙2的另一端；密封圈10，其設置在所述的密封艙2和密封蓋9之間的接觸面處，形成端面密封；所述的密封艙2與密封蓋9之間通過螺釘6緊固連接，從而實現整個水下非接觸式分離檢測裝置的防水密封處理。
[0020]所述的密封艙2與密封蓋9均采用鋁合金材料制成。
[0021]所述的磁感應組件包含:感應線圈座13，其設置在所述的密封艙2的內部，且圍繞設置在密封艙2的內凹圓柱孔15的外側壁上；感應線圈3，其纏繞設置在所述的感應線圈座13上；永久磁鐵14，其固定在被分離物體I上，在被分離物體I與水下非接觸式分離檢測裝置分離之前，該永久磁鐵14設置在密封艙2的外部，且位于所述的內凹圓柱孔15的中心，被所述的感應線圈3包圍，在被分離物體I與水下非接觸式分離檢測裝置分離時，該永久磁鐵14從內凹圓柱孔15中滑出，逐漸脫離感應線圈3的包圍，感應線圈3因切割磁感應線產生電磁感應信號。
[0022]所述的信號處理電路包含:信號放大電路4，其設置在所述的密封艙2的內部，且與所述的感應線圈3相連接，該信號放大電路4將感應線圈3上產生的電磁感應信號放大為OV?5V范圍內的電壓信號并輸出；本實施例中，該信號放大電路4采用LM358芯片實現；電壓比較電路5，其設置在所述的密封艙2的內部，且與所述的信號放大電路4相連接，該電壓比較電路5接收信號放大電路4輸出的放大后的電壓信號，并與預設在該電壓比較電路5中的電壓閾值2.5V進行比較，當放大后的電壓信號大于電壓閾值時，該電壓比較電路5輸出高電平信號，當放大后的電壓信號小于電壓閾值時，該電壓比較電路5輸出低電平信號；本實施例中，該電壓比較電路5采用LM393芯片實現；水密連接器8，其設置在所述的密封蓋9上，且與所述的電壓比較電路5相連接，接收電壓比較電路5輸出的高電平信號或低電平信號并輸出；本實施例中，該水密連接器8采用Subconn公司的微小圓形4芯水密連接器。
[0023]所述的能源組件包含:電池座12，其下端設置有圓柱體連桿，該圓柱體連桿上設置有螺紋，該電池座12通過圓柱體連桿上的螺紋與所述的密封艙2進行固定連接；電池11，其固定設置在所述的電池座12內，該電池11的正極通過電源線與所述的信號放大電路4以及電壓比較電路5相連接并提供電源；電源開關7，其設置在所述的密封蓋9上，且與所述的電池11相連接，用于控制能源組件的開關。
[0024]本實施例中，所述的電源開關7采用Subconn公司的微小圓形2芯水密連接器改制而成。具體改制方法為:將2芯水密連接器的尾部電纜中的兩根電線做短路處理，并在尾部進行硫化防水處理。改制完成之后，當電源開關7插入連接時，電池11的正極輸出閉合，開始供電；當電源開關7拔出未連接時，電池11的正極輸出斷開，停止供電。
[0025]本發明所提供的水下非接觸式分離檢測裝置，其具體的工作原理如下所述。當電源開關7拔下未連接時，電池11與信號處理電路斷開連接，此時水下非接觸式分離檢測裝置斷電停止工作。當電源開關7插上連接時，電池11為信號處理電路供電，此時水下非接觸式分離檢測裝置開始工作。
[0026]在被分離物體I分離之前，永久磁鐵14設置在密封艙2的內凹圓柱孔15內，且被感應線圈3包圍在其中心，此時永久磁鐵14相對于感應線圈3靜止不動，因此感應線圈3無電磁感應信號輸出，經信號放大電路4放大處理后輸出的電壓為O,因此其值肯定小于電壓比較電路5中預設的電壓閾值，所以電壓比較電路經水密連接器8輸出低電平信號。
[0027]在被分離物體I與水下非接觸式分離檢測裝置分離的過程中，永久磁鐵14從密封艙2的內凹圓柱孔15內向外滑出，逐漸脫離感應線圈3的包圍，此時感應線圈3相對永久磁鐵14做切割磁感應線運動，使得感應線圈3產生電磁感應信號，該電磁感應信號經信號放大電路4放大后輸出電壓信號至電壓比較電路5，此時該放大后的電壓信號大于電壓比較電路5中預設的電壓閾值，因此該電壓比較電路5經水密連接器8輸出高電平信號，從而表明被分離物體I正在分離過程中。
[0028]當被分離物體I成功與水下非接觸式分離檢測裝置完全分離之后，由于永久磁鐵14完全脫離出被感應線圈3包圍的范圍，因此感應線圈3相對永久磁鐵14沒有做切割磁感應線運動，因此感應線圈3無電磁感應信號輸出，經信號放大電路4放大處理后輸出的電壓再次為0，因此其值肯定小于電壓比較電路5中預設的電壓閾值，所以電壓比較電路經水密連接器8再次輸出低電平信號。也就是說，當水密連接器8輸出的TTL電平信號由高電平再次轉變為低電平時，既表明被分離物體I已經成功分離。
[0029]綜上所述，本發明所提供的水下非接觸式分離檢測裝置，通過檢測被分離物體在分離過程中，水密連接器輸出的TTL電平信號是否有低-高-低的轉變過程，即可準確判斷被分離物體是否成功分離。
[0030]與現有技術相比較，本發明所提供的水下非接觸式分離檢測裝置，具有以下優點:
1、自帶能源，獨立封裝，結構簡單，體積小巧，能夠作為子設備方便的安裝在各種水下設備上工作，同樣也可以用于化工領域的非接觸式物體分離檢測；2、感應線圈可自行繞制，信號放大電路與電壓比較電路結構簡單，成本較低；3、物體分離前永久磁鐵處于水下非接觸式分離檢測裝置中，避免對其它磁敏感設備的干擾；4、采用插拔式電源開關，方便水下非接觸式分離檢測裝置的上電，無需開艙操作。
[0031]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，包含: 密封殼體組件，用于保護和避免所述的水下非接觸式分離檢測裝置與水接觸； 磁感應組件，其設置在所述的密封殼體組件的內部，在被分離物體(1)的分離過程中輸出電磁感應信號； 信號處理電路，其設置在所述的密封殼體組件的內部，且與所述的磁感應組件相連接，將電磁感應信號進行放大和比較處理后輸出電平信號； 能源組件，其設置在所述的密封殼體組件的內部，且與所述的信號處理電路相連接，為所述的水下非接觸式分離檢測裝置提供電源。
2.如權利要求1所述的水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，所述的密封殼體組件包含: 密封艙(2 )，其呈圓柱體且一端設置有內凹圓柱孔(15 ); 密封蓋(9)，其設置在所述的密封艙(2)的另一端且與該密封艙(2)連接； 密封圈(10)，其設置在所述的密封艙(2)和密封蓋(9)之間的接觸面處，形成端面密封。
3.如權利要求2所述的水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，所述的密封艙(2)與密封蓋(9)之間通過螺釘(6)緊固連接。
4.如權利要求2所述的水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，所述的磁感應組件包含: 感應線圈座(13)，其設置在所述的密封艙(2)的內部，且圍繞設置在密封艙(2)的內凹圓柱孔(15)的外側壁上； 感應線圈(3 )，其纏繞設置在所述的感應線圈座(13 )上； 永久磁鐵(14 )，其固定在被分離物體(1)上。
5.如權利要求4所述的水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，在被分離物體(1)與水下非接觸式分離檢測裝置分離之前，所述的永久磁鐵(14)設置在密封艙(2)的外部，且位于所述的內凹圓柱孔(15)的中心，被所述的感應線圈(3)包圍。
6.如權利要求5所述的水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，在被分離物體(1)與水下非接觸式分離檢測裝置分離時，所述的永久磁鐵(14)從內凹圓柱孔(15)中滑出，逐漸脫離感應線圈(3)的包圍，感應線圈(3)因切割磁感應線產生電磁感應信號。
7.如權利要求6所述的水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，所述的信號處理電路包含: 信號放大電路(4)，其設置在所述的密封艙(2)的內部，且與所述的感應線圈(3)相連接，該信號放大電路(4)將感應線圈(3)上產生的電磁感應信號放大后輸出電壓信號； 電壓比較電路(5)，其設置在所述的密封艙(2)的內部，且與所述的信號放大電路(4)相連接，該電壓比較電路(5)接收信號放大電路(4)輸出的放大后的電壓信號，并與預設在該電壓比較電路(5 )中的電壓閾值比較，當放大后的電壓信號大于電壓閾值時，該電壓比較電路(5)輸出高電平信號，當放大后的電壓信號小于電壓閾值時，該電壓比較電路(5)輸出低電平信號； 水密連接器(8)，其設置在所述的密封蓋(9)上，且與所述的電壓比較電路(5)相連接，接收電壓比較電路(5)輸出的高電平信號或低電平信號并輸出。
8.如權利要求7所述的水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，所述的能源組件包含: 電池座(12)，其下端設置有圓柱體連桿，該圓柱體連桿上設置有螺紋，該電池座(12)通過圓柱體連桿上的螺紋與所述的密封艙(2)進行固定連接； 電池(11)，其固定設置在所述的電池座(12)內，該電池(11)的正極通過電源線與所述的信號放大電路(4)以及電壓比較電路(5)相連接并提供電源； 電源開關(7 )，其設置在所述的密封蓋(9 )上，且與所述的電池(11)相連接。
9.如權利要求8所述的水下非接觸式分離檢測裝置，其特征在于，所述的電源開關(7)采用2芯水密連接器改制制成，將所述的2芯水密連接器的尾部電纜中的兩根電線短路連接，并對2芯水密連接 器的尾部進行硫化處理。
【文檔編號】G01D21/00GK104019847SQ201410295749
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】褚振忠, 朱大奇, 孫兵, 曹翔, 鄧志剛, 甘文洋 申請人:上海海事大學
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