CN101667362B - 电子关封 - Google Patents

Abstract

一种电子关封，包括电子关封本体、机械铅封杆、设于机械铅封杆上的磁钢、霍尔传感器以及与霍尔传感器电性连接的信号处理模块，所述电子关封本体包括立臂、与所述立臂同侧两端相连的L形的上臂和下臂，所述上臂悬出端设定位孔，所述下臂悬出端设锁座，所述机械铅封杆穿过所述上臂悬出端的定位孔而锁定于所述下臂悬出端的锁座上；所述霍尔传感器设于所述下臂悬出端对应所述机械铅封杆下端面的位置。本发明既可通过目测关封的物理结构的完整性来进行检测，又可对关封状态进行电子实时监测和记录。

Description

电子关封

技术领域

本发明涉及一种电子关封，尤其涉及一种应用了集装箱的电子关封。

背景技术

现有的集装箱的铅封技术一般为机械铅封杆，机械铅封杆为一种表明集装箱关封状态的物理门封结构，其完整性虽然能够直观的表现集装箱是否被打开过，但是该结构不能重复利用，并且机械铅封杆不能记录曾经被打开的时间。

综上所述，现有技术的集装箱关封存在着缺陷，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子关封，其解决了现有技术不能实时监测集装箱的机械铅封杆的状态、并且机械铅封杆被剪断的状态不能得到记录的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电子关封，其技术方案包括电子关封本体、机械铅封杆、设于机械铅封杆上的磁钢、霍尔传感器以及与霍尔传感器电性连接的信号处理模块，所述电子关封本体包括立臂、与所述立臂同侧两端相连的L形的上臂和下臂，所述上臂悬出端设定位孔，所述下臂悬出端设锁座，所述机械铅封杆穿过所述上臂悬出端的定位孔而锁定于所述下臂悬出端的锁座上；所述霍尔传感器设于所述下臂悬出端对应所述机械铅封杆下端面的位置。优选的是，所述霍尔传感器在所述机械铅封杆的轴线延长线上，因为在其延长线上，磁场强度最大。该技术方案在机械铅封杆的基础上增加了电子检测部分，其主要利用了霍尔效应。在机械铅封杆上设置一磁钢，当然该磁钢为可重复利用的永磁体，机械铅封杆处在该磁钢的磁场中而被磁化，在与机械铅封杆的下断面对应的近处设置一霍尔传感器感应通过机械铅封杆的磁力线的变化，也即检测霍尔传感器所处位置的磁场强度。当机械铅封杆被剪断时，磁场分布将发生变化，霍尔传感器检测到这种变化并将该变化发送给信号处理模块。

根据上述电子关封，其中，所述磁钢为环形，所述机械铅封杆的靠近上端面的部分设有凸缘，该凸缘的半径大于所述的环形磁钢的内孔的半径，并且所述磁钢套装在所述机械铅封杆的凸缘的下部，并被设于所述上臂悬出端的定位孔中。该设置方法能够保证磁力线更多的穿过机械铅封杆，与机械铅封杆的下端面对应设置的霍尔传感器可以更灵敏的感应磁场强度的变化，凸缘能够保证磁钢在受到重大的震动时不会脱落。

根据上述电子关封，其中，所述磁钢为圆柱体，所述机械铅封杆的下端面设有镶嵌所述圆柱体磁钢的固定深孔，所述固定深孔的轴线和所述机械铅封杆的轴线及所述圆柱体磁钢的轴线相重合。该设置方法使得磁钢和霍尔传感器的距离更近。根据上述电子关封，其中，所述锁座设通孔，所述通孔孔壁设卡环，所述机械铅封杆的下端设有与所述卡环配合而防止所述机械铅封杆轴向移动的卡环槽，并且所述锁座被镶嵌在所述下臂悬出端的内部，在所述下臂悬出端的上表面上开设设置所述锁座的定位槽。

根据上述电子关封，其中，所述信号处理模块包括用于记录所述机械铅封杆的ID的存储单元、用于提供电源的电池、用于和外界通讯的通讯单元以及用于控制该信号处理模块的主控单元，所述主控单元与所述霍尔传感器电性连接，所述电池、存储单元以及通讯单元分别与所述主控单元电性连接。主控单元先接收霍尔传感器的信号，然后将处理后的信息存储在存储单元中供外部读取装置读取。电池为整个信号检测及处理模块供电。

根据上述电子关封，其中，所述通讯单元包括一天线，所述天线为具有用于接受唤醒信号的低频模式和用于交互数据的高频模式的双频天线。电子关封在记录机械铅封杆的变化过程之后，其中的数据需要能够读取为相关人员利用，在该技术方案中，根据不同需要，天线具有不同的工作模式。

本发明提供的电子关封具有机械铅封杆和实时监测部分组成，具有物理门封结构和电子实时监测双重功能，既可通过目测关封的物理结构的完整性来进行检测，又可对关封状态进行电子实时监测和记录，起到安全保护的作用。可见，本发明提供的电子关封不但能够对集装箱进行机械铅封，而且还可以记录并通过无线等方式将记录数据发送给外部的接收装置。

附图说明

图1为本发明较优实施例一的立体示意图；

图2为本发明较优实施例一的主视示意图；

图3为本图2所示A-A剖视图；

图4为本发明较优实施例一的应用示意图；

图5为图1所示的机械铅封杆和磁钢的连接示意图；

图6为图1所示的机械铅封杆、磁钢和锁座的连接示意图；

图7为图6所示的E-E示意图及磁力线示意图；

图8为图1所示的信号检测及处理模块的原理框图；

图9为本发明较优实施例二的立体示意图；

图10为本发明较优实施例二的主视示意图；

图11为图10所示的B-B剖视图。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1、图2和图3说明了本发明较优实施例一的物理结构，电子关封较优实施例一主要由机械铅封杆1、电子关封本体2和锁座3组成。电子关封本体2有三部分组成，上臂2a、下臂2b和立臂2c，三者和杆状的机械铅封杆1组成了一个口字形的外部结构，与立臂2c同侧两端相连的上臂2a和下臂2b皆呈L形，上臂2a上开设有定位孔21，下臂2b上与定位孔21竖直对应的部位设有定位槽23，机械铅封杆1的上端套装有环形磁钢211并且和磁钢211一并固定设置在定位孔21中，机械铅封杆1的下端通过卡环31被固定在锁座3中，锁座3设于定位槽23中，为了防止锁座3上下移动，在定位槽23的上边缘设有定位槽凸缘231。信号处理模块20设在电子关封本体2下方的内部，用于检测磁场强度的霍尔传感器201和机械铅封杆1的下端面对应设置，将信号处理模块20设于电子关封本体2的内部能够保护该模块，使其不受撞击和电磁干扰等损害。在提供其他保护方式的情况下，信号处理模块20设置电子关封本体2的外部也可，如此可以简化工艺。霍尔传感器201和信号处理模块20电连接。锁座3以及与之配合定位槽23使得电子关封实现模块化设计，在机械铅封杆1被剪断之后可以很方便的更换，使得本较优实施例可以重复使用多次。在其他实施例中，也可以采用其他固定机械铅封杆1的下端的方式。

图4为本发明较优实施例一的应用示意图，电子关封本体2设在集装箱的箱门M上，锁杆S穿过口字形的本较优实施例，机械铅封杆1通过外力作用穿过固定通孔21、锁杆S，然后插入锁座3中，并将如图5所示的卡环锁紧槽311卡在锁座3内卡环31上，机械铅封杆1与锁座3就连接成为一个整体，若要两者分离只有将机械铅封杆1从中间剪断。当机械铅封杆1被剪断时，通过霍尔传感器201的磁力线C将发生显著变化，霍尔传感器201检测到该变化并将其作为电信号的变化发送至如图8所示的主控单元204。并且该次变化的时间将会被记录。这种对电子关封状态进行实时监测和记录的过程具有安全保护的作用。

图5和图6说明了机械铅封杆1的结构及其与磁钢211和锁座3在电子关封本体2中的连接关系，磁钢设在机械铅封杆2的上端，机械铅封杆1的靠近上端面的部分设有凸缘11，凸缘11的半径大于环形磁钢211的内孔的半径，该磁钢211套装在机械铅封杆1的凸缘11的下部，，设于定位孔21中。凸缘11可以防止套装机械铅封杆1上的磁钢211受到震动脱落，其下端设有卡环锁紧槽311，卡环锁紧槽311和锁座3中的卡环31结合可以锁定机械铅封杆1的状态，使其无法移动，只有将其剪断，其剪断状态则可以说明锁杆S被曾经移动，箱门M可能被打开过，由于机械铅封杆1和锁杆S的限位，使电子关封本体2在垂直于箱门M的方向只有极小的活动空间，此时锁座3位于箱门M与电子关封本体2的锁座定位槽23之间的封闭狭小区域内，防范了外界对机械铅封杆1的插入锁座3的部分的蓄意篡改。

图7和图8说明本较优实施例的电磁部分的工作原理，机械铅封杆1上设有环形磁钢211，机械铅封杆1为导磁体，而环形磁钢211的磁力线C绝大部分从机械铅封杆1的体内轴向通过，机械铅封杆1变为带磁体，且机械铅封杆1磁性的大小根据环形圆柱磁钢211的磁力大小和机械铅封杆1的材质表现为一定值。霍尔传感器201和机械铅封杆1的下端面对应设置，霍尔传感器201的感应正面正对机械铅封杆1的下端面并位于可感应磁场范围内，并且在机械铅封杆1的下端面和霍尔传感器201之间不能包括任何使其被屏蔽的导磁介质，霍尔传感器201与主控单元204相连接并有电池206供应电源，主控单元204根据磁场强度的大小将霍尔传感器201感应阈值设定为一定范围，并以此作为事件记录。当机械铅封杆1被剪断时，卡紧在锁座3内的那部分机械铅封杆1不再导磁，霍尔传感器201感应磁场消失，信号处理模块20便可将此事件记录下来并存储在存储单元203中。信号处理模块20主要包括用于检测磁场强度的霍尔传感器201、用于记录所述机械铅封杆的ID的存储单元203、用于为该信号检测及处理模块提供电源的电池206、用于和外界通讯的通讯单元205、用于控制该信号检测及处理模块的主控单元204，霍尔传感器201和主控单元204连接将电信号的变化发送给信号处理单元供其进行放大、滤波、模数转换等处理，主控单元204与电池206、存储单元203和通讯单元205分别连接，主控模块204根据设定程序将符合设定要求格式的信号发给存储单元203，待接收到外部请求时，主控单元204将读取存取单元203中的数据，将其发送给通讯单元205，通讯单元205包括一天线(图中未显示)，天线为具有用于接收唤醒信号的低频模式和用于交互数据的高频模式的双频天线，低频为单向接收方式，当电子关封移动到有相应低频发射装置有效范围内时，无线通讯模块产生唤醒信号，通知主控单元204开启高频通讯功能进行数据交互。电池206和霍尔传感器201连接向其供应电源，和主控单元204连接作为其内部的有源元件的电源，如运放等，若和通讯单元205的天线连接，并且该天线为有源天线，则可以扩大天线与外部读写装置的通信距离。信号处理模块20内部所有单元的协调都有主控单元204完成。主控单元204定时采集霍尔传感器201输出磁场强度变化的信号，并通过检测算法判断锁杆S状态。主控单元204对整个电子关封电子部分进行控制，完成无线通讯、传感器检测、电源控制、时序控制、锁杆状态判断等功能，电池为整个系统提供工作电源。

图9、图10和图11说明本发明较优实施例二的结构，在该较优实施例中，机械铅封杆1的下端面设有一固定深孔(图中未显示)，磁钢211为一圆柱体，并且镶嵌于该固定深孔中，固定深孔的轴线和机械铅封杆1的轴线平行，优选的是，二者重合。在该实施例中，机械铅封杆1的剪断同样将对磁钢211的磁场分布产生重要影响，霍尔传感器201则根据已经设定的阈值及检测算法记录锁杆S的状态，对其具有保护作用。

综上所述，本发明结合了机械铅封杆1和具有实时监测和记录、传输功能的电磁装置，既可通过目测关封的物理结构的完整性来进行检测，又可对关封状态进行电子实时监测和记录，起到安全保护的作用。

然而，以上所述仅为本发明的较优实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡运用发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电子关封，其特征在于，包括电子关封本体、机械铅封杆、设于机械铅封杆上的磁钢、霍尔传感器以及与霍尔传感器电性连接的信号处理模块，所述电子关封本体包括立臂、与所述立臂同侧两端相连的L形的上臂和下臂，所述上臂悬出端设定位孔，所述下臂悬出端设锁座，所述机械铅封杆穿过所述上臂悬出端的定位孔而锁定于所述下臂悬出端的锁座上；所述霍尔传感器设于所述下臂悬出端对应所述机械铅封杆下端面的位置。

2.根据权利要求所述1所述的电子关封，其特征在于，所述磁钢为环形，所述机械铅封杆的靠近上端面的部分设有凸缘，该凸缘的半径大于所述的环形磁钢的内孔的半径，并且所述磁钢套装在所述机械铅封杆的凸缘的下部，并被设于所述上臂悬出端的定位孔中。

3.根据权利要求1所述的电子关封，其特征在于，所述磁钢为圆柱体，所述机械铅封杆的下端面设有镶嵌所述圆柱体磁钢的固定深孔，所述固定深孔的轴线和所述机械铅封杆的轴线及所述圆柱体磁钢的轴线相重合。

4.根据权利要求1所述的电子关封，其特征在于，所述锁座设通孔，所述通孔孔壁设卡环，所述机械铅封杆的下端设有与所述卡环配合而防止所述机械铅封杆轴向移动的卡环槽，并且所述锁座被镶嵌在所述下臂悬出端的内部，在所述下臂悬出端的上表面上开设设置所述锁座的定位槽。

5.根据权利要求1所述的电子关封，其特征在于，包括：所述信号处理模块包括用于记录所述机械铅封杆的ID的存储单元、用于提供电源的电池、用于和外界通讯的通讯单元以及用于控制该信号处理模块的主控单元，所述主控单元与所述霍尔传感器电性连接，所述电池、存储单元以及通讯单元分别与所述主控单元电性连接。

6.根据权利要求5所述的电子关封，其特征在于，所述通讯单元包括一天线，所述天线为具有用于接收唤醒信号的低频模式和用于交互数据的高频模式的双频天线。

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