CN102849193A - 一种通气管监控装置及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通气管监控装置，包括：压力采样单元，有水信号采样单元，电源转换单元，输入转换单元，数据处理单元，输出转换单元，控制输出单元，显示报警单元以及延伸报警盒。该监控装置从超深保护和渍、疏水监控两方面进行监控，采用了“分区连锁控制”方式，即在划分的不同深度区域内，对不同信号的各种组合方式进行判断和分析，只在满足连锁条件的情况下才发出控制信号。本发明能够在通气管状态下，通过关闭柴油机进、排气管路舌阀，实现对潜器的超深保护；通过对通气管和柴油机进、排气管段的渍、疏水监控，有效防止海水进入潜器机舱和柴电机组，保证潜器和人员安全，同时设置了完善的自检和保护环节，保证装置正常运行和杜绝误操作。

Description

一种通气管监控装置及其监控方法

技术领域

本发明涉及电气监视控制设备，具体涉及一种通气管监控装置及其监控方法。

背景技术

通气管是连通潜器内部和外部大气环境的专用船体结构，使潜器能够通过通气管获取空气而不需整体浮出水面。潜器通气管升出水面、其余船体位于水下的状态称之为通气管状态，此时潜器潜水深度称之为通气管深度。

柴电动力潜器的航行状态一般分为水下、水面及通气管航行三种，其中柴油发电机组（以下简称柴电机组）在水面及通气管状态航行时使用。柴油机进、排气管段分为耐压管段和非耐压管段，中间通过舌阀分隔。当潜器在水下时，非耐压管段与海水连通，耐压管段与海水隔绝。在通气管状态使用柴电机组时，需要通过进气管路获取空气维持柴油机工作，同时通过排气管路排出废气。因此，当柴电机组需要工作时，进、排气管路上的舌阀一般处于开启状态，此时应保证进、排气管路内无海水，否则可能导致海水涌入潜器内部或影响柴油机工作，甚至引起柴油机的损坏。

当潜器从水下状态上升至通气管航态时，或者潜器在通气管状态航行时，由于不可预见的原因引起的突然下沉或者通气管非耐压管段内渍水过多时，如果需要使用柴电机组，必须采取疏水措施，杜绝柴油机进、排气管路内进入海水，否则可能导致海水涌入潜器内部或影响柴油机工作，甚至引起柴油机的损坏。因此，必须对潜器的通气管航行实际深度、柴油机进排气管路舌阀的开闭状态以及通气管内渍水情况进行实时监测，指引操作人员采取正确措施，防止潜器进水和关键设备损坏，使潜器恢复正常姿态，从而保护潜器和人员的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种通气管监控装置及其监控方法，能够实现潜器在通气管状态下对潜器的超深保护和渍水、疏水监控。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种通气管监控装置，它包括：

压力采样单元，用于对潜器海水管路的压力信号进行采样；

有水信号采样单元，用于对通气管管路不同水位处的有水信号进行采样；

电源转换单元，为其他各单元提供工作电源；

输入转换单元，用于将检测采集到的有水信号和柴油机进、排气管路舌阀的状态信号、压力采样单元检测到的压力信号转换为数字量信号，然后输出至数据处理单元；

数据处理单元，用于将深度信号、有水信号和舌阀状态信号进行综合处理并输出控制信号；

输出转换单元，接收数据处理单元的输出信号，并将数字量信号转化为模拟量和开关量输出；

控制输出单元，用于根据需要输出相应舌阀的关阀信号；

显示报警单元，用于将深度信号、有水信号和舌阀状态信号分别进行显示，同时根据数据处理单元发出的报警信号进行声、光报警；

上述有水信号采样单元、压力采样单元通过电连接器与控制箱连接，电源转换单元、输入转换单元、数据处理单元、输出转换单元、控制输出单元和显示报警单元均布置安装于控制箱内。

在上述方案中，所述压力采样单元采用压力变送器进行采样，压力变送器设置在潜器海水管路的支管上，测量范围0～0.3MPa（对应通气管潜水深度范围0m~30m），输出4～20mA电流信号。

在上述方案中，所述有水信号采样单元采用电容式检测原理的有水信号传感器进行采样，根据实际需求设置一个或多个有水信号传感器，分别设置在通气管管路不同水位处，对应不同水位绝对高度，各传感器输出无源开关量信号，检测到有水时输出高电平，无水时则输出低电平。

在上述方案中，所述电源转换单元采用AC/DC 220V/24V开关电源，用于将接入的50Hz 220V交流电源转换为多路直流24V电源；所述输入转换单元、数据处理单元、输出转换单元集成于PLC模块；所述控制输出单元采用继电器组合电路，对应柴电机组控制设备的进气管路舌阀、左右排气管路舌阀每一舌阀设置一个继电器，根据数据处理单元发出的关阀指示信号，对应不同舌阀的继电器闭合或开启，输出无源开关量信号。

在上述方案中，所述显示报警单元集成于电路板上，分为显示部分和报警部分：显示部分包括数码管显示屏和指示灯，数码管显示屏用于显示实际深度值，指示灯用于显示舌阀状态信号和有水信号，包括与柴电机组控制设备各舌阀对应的舌阀指示灯，舌阀关闭则相应舌阀指示灯亮，舌阀开启则相应舌阀指示灯熄灭；还包括与每个有水信号传感器对应的有水指示灯，有水时相应有水指示灯亮，无水时相应有水指示灯熄灭；还包括电源开关指示灯；报警部分包括用于光报警的报警指示灯和用于声报警的鸣音器，对应超深保护报警和有水监控报警，用不同频率的灯光信号以示区分；还包括消音按钮，便于人员接收到报警信号后进行消音操作，不需持续报警。

在上述方案中，该监控装置还包括延伸报警盒，分为超深延伸报警盒和有水延伸报警盒，所述超深延伸报警盒和有水延伸报警盒通过电连接器与控制箱连接，用于与显示报警单元同步发出报警信号，包括延伸报警指示灯和延伸鸣音器、延伸消音按钮和延伸电路板，报警指示灯和延伸鸣音器用于在相应的超深保护或疏水保护情况下根据数据处理单元发出的报警信号分别实现光报警和声报警，延伸消音按钮便于人员接收到报警信号后进行消音操作，不需持续报警。

在上述方案中，该监控装置还设置了完备的自检单元，包括：

①配备专用的压力模拟设备，人为建立一定压力值，将压力变送器与压力模拟设备相连后，通过观察监控装置上的数码管显示屏，检查压力变送器检测的压力信号是否与压力模拟设备人为建立的压力值一致，从而检查压力变送器是否正常；

②设置自检检查开关，与数据处理单元相连接，通过旋转该开关至“自检”档位，输出无源开关量信号给数据处理单元，使数据处理单元进入“自检模式”，通过深度设定按钮模拟发出超深状态的深度值信号（≥设定安全深度值H_A），模拟该装置已进入超深保护状态，装置按照超深保护流程进行自检。

在上述方案中，在控制箱上设置了复位按钮，与控制处理单元连接，用于实现“一键复位”功能：

该监控装置执行完上一次超深保护功能、发出了关阀信号之后，潜器实际深度信号H已经恢复到H＜H_A范围内，此时按压复位按钮有效；

按下复位按钮后，输出复位信号给数据处理单元，使数据处理单元进入“复位模式”，此时控制处理单元输出无源开关量信号给控制输出单元，使控制输出单元中对应各舌阀的继电器恢复初始状态。

在上述方案中，为避免误操作对潜器的影响，该监控装置设置了安全保护功能，包括：

(1)对控制箱面板上的深度设定按钮和复位按钮均设置了透明保护盖；

(2)对控制箱面板上的自检检查开关设置了专用钥匙，只有插入专用钥匙并旋转，才能使该监控装置进入自检状态；

(3)对控制箱面板上的深度设定按钮设定密码激活，输入密码后，才允许通过深度调节按钮进行深度值的设定。

本发明还提供了一种采用上述通气管监控装置的监控方法，从潜器的超深保护和渍、疏水监控两方面进行监控，采用了“分区连锁控制”方式，即在划分的不同深度区域内，根据潜器实际深度信号以及柴油机进、排气管路中舌阀开闭状态信号和有水状态信号之间的连锁关系，对信号的各种组合方式进行判断和分析，只有在满足超深保护连锁关系的情况下才发出超深保护控制信号，只有在满足有水信号连锁关系的情况下才发出渍、疏水监控控制信号，具体包括以下步骤：

第一步，在通气管潜水深度范围内，不同潜器对应不同的通气管深度，设定潜器通气管航行的安全深度值H_A和疏水有效深度值H_B，H_A＞H_B，将通气管潜水深度范围分成以下三个深度区间：①大于H_A、②大于H_B且小于H_A、③小于H_B；

第二步，测量潜器所处的实际深度信号H，判断此时潜器实际深度信号H处于上述哪个深度区间，根据不同深度区间，采取不同的控制方法：

i）H＞H_A时，潜器潜水深度已经超过安全深度，潜器处于超深深度区域，执行超深保护功能：

①显示报警单元进行超深报警，超深延伸报警盒同步报警；

②同时通过柴电机组控制设备获取柴油机进气管路舌阀、左、右排气管路舌阀的开闭状态信号，经检测单元和数据处理单元输出至显示报警单元进行显示，若所有舌阀均处于关闭状态，不发出关阀信号，继续实时通过柴电机组控制设备获取柴油机进气管路舌阀、左、右排气管路舌阀的开闭状态信号；若有舌阀处于开启状态，则数据处理单元通过控制输出单元向柴电机组控制设备发出相应舌阀的关阀信号；

ii）H_A＞H≥H_B时，显示报警单元不发出报警及控制信号，仅执行超深监控功能，数据处理单元实时获取潜器实际深度信号H值，此时即使管路内有水也不采取疏水措施，渍、疏水监控功能无效；

iii）H_B＞H＞0时，数据处理单元采集潜器中与通气管有关的疏水管路的有水信号，执行渍、疏水监控功能：

①渍水监控：当潜器在通气管状态航行时，若通气管渍水水位已到达或超过通气管检查管路高度时，即此时通气管检查管路传感器检测到有水信号，经数据处理单元输出至显示报警单元，通气管检查管路传感器对应指示灯亮，同时发出有水报警信号，有水延伸报警盒同步报警，提示操作人员应及时进行疏水；疏水系统工作后，水位下降，直到通气管检查管路无水，即通气管检查管路传感器有水信号消失，对应指示灯熄灭，提示疏水完毕，停止发送有水报警信号；

②疏水监控：当潜器由水下上浮至通气管深度时，各传感器均发出有水信号，此时需要进行疏水，疏水系统工作后，水位下降，当通气管疏水管路和柴油机非耐压进气管段疏水管路无水时，即相应传感器有水信号消失，对应指示灯熄灭，提示疏水完毕，停止发送有水报警信号，柴电机组可投入使用。

本发明通气管监控装置的工作原理为：

（一）当潜器从水下转为通气管状态时，通过监测通气管内有水情况判断是否需要疏水和是否疏水完毕，提示柴电机组可投入使用。

（二）当潜器在通气管状态航行时，根据潜器实际深度信号判断是否已经超过设定安全深度值，如果已经超深，向柴电机组控制设备发出未关闭舌阀的关阀信号；同时判断通气管内渍水水位高度，如已到达较高水位，则发出报警信号，提醒需要疏水。

本发明装置的有益效果在于：

（1）实现了对潜器在通气管航态下的超深保护功能，能够根据连锁关系，对相关舌阀进行状态显示、控制与报警。

（2）实现了在通气管航态下，潜器对通气管和柴油机进气管段的渍水、疏水监控，能够提示疏水和指示疏水完毕。

（3）有效防止海水进入机舱和柴电机组，可保证潜器和人员安全。

（4）设置完善的自检和安全保护环节，有效保证装置正常运行和杜绝误操作。

附图说明

图1为本发明实施例通气管监控装置的组成框图。

图2为本发明实施例通气管监控装置的基本控制原理图。

图3为图1中控制箱的构成图的主视图。

图4为图1中控制箱的构成图的左视图。

图5为本发明实施例所述监控装置的延伸报警盒的构成图的主视图。

图6为本发明实施例所述监控装置的延伸报警盒的构成图的左视图。

图7为本发明通气管监控方法的流程图。

图中，1-左排气管路舌阀指示灯；2-进气管路舌阀指示灯、3-右排气管路舌阀指示灯；4-报警指示灯；5-1^#传感器信号有水指示灯；6-2^#传感器信号有水指示灯；7-3^#传感器信号有水指示灯；8-深度调节按钮；9-深度设定按钮；10-自检检查开关；11-电源开关指示灯；12-数码管显示屏；13-复位按钮；14-鸣音器；15-消音按钮；16-电连接器；17-电源保护熔断器；18-继电器板；19-PLC模块；20-电路板；21-开关电源；22-延伸报警指示灯；23-延伸鸣音器；24-延伸消音按钮；25-延伸电路板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明：

如图1~图6所示，本发明所述的通气管监控装置，它包括：

压力采样单元，用于对潜器海水管路的压力信号进行采样；

有水信号采样单元，用于对通气管管路不同水位处的有水信号进行采样；

电源转换单元，为其他各单元提供工作电源；

输入转换单元，用于将检测采集到的有水信号和柴油机进、排气管路舌阀的状态信号、压力采样单元检测到的压力信号转换为数字量信号，然后输出至数据处理单元；

数据处理单元，用于将深度信号、有水信号和舌阀状态信号进行综合处理并输出控制信号；

输出转换单元，接收数据处理单元的输出信号，并将数字量信号转化为模拟量和开关量输出；

控制输出单元，用于根据需要输出相应舌阀的关阀信号；

显示报警单元，用于将深度信号、有水信号和舌阀状态信号分别进行显示，同时根据数据处理单元发出的报警信号进行声、光报警；

上述有水信号采样单元、压力采样单元通过电连接器16与控制箱连接，电源转换单元、输入转换单元、数据处理单元、输出转换单元、控制输出单元和显示报警单元均布置安装于控制箱内。

所述压力采样单元采用压力变送器进行采样，如图1所示，压力变送器设置在潜器海水管路的支管上，测量范围0～0.3MPa（对应通气管潜水深度范围0m~30m），输出4～20mA电流信号。

所述有水信号采样单元采用电容式检测原理的有水信号传感器进行采样，根据实际需求设置一个或多个有水信号传感器，分别设置在通气管管路不同水位处，对应不同水位绝对高度，实施例中包括1^#、2^#、3^#三个有水信号传感器，如图2所示，1^#传感器位于通气管检查管路上，2^#传感器位于通气管疏水管路上，3^#传感器位于柴油机非耐压进气管段疏水管路上，1^#、2^#、3^#三个有水传感器分别设置在通气管与通气管检查管路、通气管疏水管路和柴油机非耐压进气管段疏水管路的连接处，各传感器输出无源开关量信号，检测到有水时输出高电平，无水时则输出低电平，设置位置高度为H_1#＜H_2#，且H_1#＜H_3#。

如图4所示，控制箱上设有电源保护熔断器17，所述电源转换单元采用AC/DC 220V/24V开关电源21，用于将接入的50Hz 220V交流电源转换为多路直流24V电源；所述输入转换单元、数据处理单元、输出转换单元集成于图中PLC模块19；所述控制输出单元采用继电器组合电路，对应图中继电器板18，对应柴电机组控制设备的进气管路舌阀、左右排气管路舌阀每一舌阀设置一个继电器，根据数据处理单元发出的关阀指示信号，对应不同舌阀的继电器闭合或开启，输出无源开关量信号。

如图3所示，所述显示报警单元集成于电路板20上，分为显示部分和报警部分：显示部分包括数码管显示屏12和指示灯，数码管显示屏12用于显示实际深度值，指示灯用于显示舌阀状态信号和有水信号，包括分别与柴电机组控制设备左排气管路舌阀、进气管路舌阀、右排气管路舌阀对应的左排气管路舌阀指示灯1、进气管路舌阀指示灯2、右排气管路舌阀指示灯3，舌阀关闭则相应舌阀指示灯亮，舌阀开启则相应舌阀指示灯熄灭；还包括与1^#、2^#、3^#三个有水传感器分别对应的1^#传感器信号有水指示灯5、2^#传感器信号有水指示灯6、3^#传感器信号有水指示灯7，有水时相应有水指示灯亮，无水时相应有水指示灯熄灭；还包括电源开关指示灯11；报警部分包括用于光报警的报警指示灯4和用于声报警的鸣音器14，超深报警时，报警信号指示灯4常亮，有水报警时，报警信号指示灯4以1Hz的频率闪烁；还包括消音按钮15，便于人员接收到报警信号后进行消音操作，不需持续报警。

如图5~图6所示，本发明实施例所述监控装置还包括延伸报警盒，分为超深延伸报警盒和有水延伸报警盒，所述超深延伸报警盒和有水延伸报警盒通过电连接器16与控制箱连接，用于与显示报警单元同步发出报警信号，包括延伸报警指示灯22和延伸鸣音器23、延伸消音按钮24和延伸电路板25，延伸报警指示灯22和延伸鸣音器23用于在相应的超深保护或疏水保护情况下根据数据处理单元发出的报警信号分别实现光报警和声报警，延伸消音按钮24便于人员接收到报警信号后进行消音操作，不需持续报警。

如图3所示，该监控装置还设置了完备的自检单元，包括：

①配备专用的压力模拟设备，人为建立一定压力值，将压力变送器与压力模拟设备相连后，通过观察监控装置上的数码管显示屏12，检查压力变送器检测的压力信号是否与压力模拟设备人为建立的压力值一致，从而检查压力变送器是否正常；

②设置自检检查开关10，与数据处理单元相连接，通过旋转该开关10至“自检”档位，输出无源开关量信号给数据处理单元，使数据处理单元进入“自检模式”，通过深度设定按钮9模拟发出超深状态的深度值信号（≥设定安全深度值H_A），模拟该装置已进入超深保护状态，装置按照超深保护流程进行自检；在此过程中，可检查输入信号接口正确性（能否正确接收柴电机组控制装置发出的舌阀启、闭状态信号）、输出信号接口正确性（能否正确发出对开启状态舌阀的关阀信号），同时可检查显示报警单元所包含的指示灯1~7、数码管显示屏12和鸣音器14是否能正常工作。

在控制箱上设置了复位按钮13，与控制处理单元连接，用于实现“一键复位”功能：

该监控装置执行完上一次超深保护功能、发出了关阀信号之后，潜器实际深度信号H已经恢复到H＜H_A范围内，此时按压复位按钮有效；

按下复位按钮后，输出复位信号给数据处理单元，使数据处理单元进入“复位模式”，此时控制处理单元输出无源开关量信号给控制输出单元，使控制输出单元中对应各舌阀的继电器恢复初始状态。

为避免误操作对潜器的影响，该监控装置设置了安全保护功能，如图3所示，包括：

(1)对控制箱面板上的深度设定按钮9和复位按钮13均设置了透明保护盖；

(2)对控制箱面板上的自检检查开关10设置了专用钥匙，只有插入专用钥匙并旋转，才能使该监控装置进入自检状态；

(3)对控制箱面板上的深度设定按钮9设定密码激活，通过数据处理单元设定密码为1.0，当监控装置处于初始状态时，数码管显示屏12上显示值为“0.0”，按一下控制箱面板上的深度设定按钮9，对应增加0.1，按十下该按钮后，数码管显示屏9上显示值为“1.0”，此时才允许通过深度调节按钮8进行深度值的设定。

工作时，如图7所示，通过上述通气管监控装置，从潜器的超深保护和渍、疏水监控两方面进行监控，采用了“分区连锁控制”方式，即在划分的不同深度区域内，根据潜器实际深度信号以及柴油机进、排气管路中舌阀开闭状态信号和有水状态信号之间的连锁关系，对信号的各种组合方式进行判断和分析，只有在满足超深保护连锁关系的情况下才发出超深保护控制信号，只有在满足有水信号连锁关系的情况下才发出渍、疏水监控控制信号，具体包括以下步骤：

第一步，在通气管潜水深度范围内，不同潜器对应不同的通气管深度，根据实际情况通过图4中控制箱上的深度设定按钮9设定潜器通气管航行的安全深度值H_A和疏水有效深度值H_B，H_A＞H_B，H_A、H_B可调，将通气管潜水深度范围分成以下三个深度区间：①大于H_A、②大于H_B且小于H_A、③小于H_B；

第二步，采用压力变送器对海水管路上的压力值（单位：MPa）进行采样，输出4mA~20mA的压力模拟信号，通过转换单元进行A/D转换，经数据处理单元转为实际深度信号H（单位：m）并显示，并由数据处理单元判断此时潜器实际深度信号H处于上述哪个深度区间，根据不同深度区间，采取不同的控制方法：

i）H＞H_A时，潜器潜水深度已经超过安全深度，潜器处于超深深度区域，执行超深保护功能：

①显示报警单元进行超深报警，超深延伸报警盒同步报警；

②同时通过柴电机组控制设备获取柴油机进气管路舌阀、左、右排气管路舌阀的开闭状态信号，经检测单元和数据处理单元输出至显示报警单元进行显示，若所有舌阀均处于关闭状态，不发出关阀信号，继续实时通过柴电机组控制设备获取柴油机进气管路舌阀、左、右排气管路舌阀的开闭状态信号；若有舌阀处于开启状态，则数据处理单元通过控制输出单元向柴电机组控制设备发出相应舌阀的关阀信号；根据柴油机进气管路舌阀、左、右排气管路舌阀三个舌阀（分别列为1号、2号、3号舌阀）与超深保护连锁关系表1判断是否需要向柴电机组控制设备发送关阀信号；

表1  三个舌阀与超深保护连锁关系表

 ii）H_A＞H≥H_B时，显示报警单元不发出报警及控制信号，仅执行超深监控功能，数据处理单元实时获取潜器实际深度信号H值，此时即使管路内有水也不采取疏水措施，渍、疏水监控功能无效；

iii）H_B＞H＞0时，数据处理单元采集潜器中与通气管有关的疏水管路的有水信号，执行渍、疏水监控功能： 

①渍水监控：当潜器在通气管状态航行时，若通气管渍水水位已到达或超过通气管检查管路高度时，即此时1^#传感器检测到有水信号，经数据处理单元输出至显示报警单元，1^#传感器对应指示灯亮，同时发出有水报警信号，有水延伸报警盒同步报警，提示操作人员应及时进行疏水；疏水系统工作后，水位下降，直到通气管检查管路无水，即1^#传感器有水信号消失，对应指示灯熄灭，提示疏水完毕，停止发送有水报警信号；

②疏水监控：当潜器由水下上浮至通气管深度时，1^#、2^#、3^#传感器均发出有水信号，此时需要进行疏水，疏水系统工作后，水位下降，当通气管疏水管路和柴油机非耐压进气管段疏水管路无水时，即2^#、3^#传感器有水信号消失，对应指示灯熄灭，提示疏水完毕，停止发送有水报警信号，柴电机组可投入使用；三个有水信号传感器1^#、2^#、3^#传感器对应的绝对高度关系为：H_1#＜H_2#，且H_1#＜H_3#，有水信号连锁关系如表2所示。

表2  有水信号连锁关系表

 以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种通气管监控装置，其特征在于：它包括：

压力采样单元，用于对潜器海水管路的压力信号进行采样；

有水信号采样单元，用于对通气管管路不同水位处的有水信号进行采样；

电源转换单元，为其他各单元提供工作电源；

输入转换单元，用于将检测采集到的有水信号和柴油机进、排气管路舌阀的状态信号、压力采样单元检测到的压力信号转换为数字量信号，然后输出至数据处理单元；

数据处理单元，用于将深度信号、有水信号和舌阀状态信号进行综合处理并输出控制信号；

输出转换单元，接收数据处理单元的输出信号，并将数字量信号转化为模拟量和开关量输出；

控制输出单元，用于根据需要输出相应舌阀的关阀信号；

显示报警单元，用于将深度信号、有水信号和舌阀状态信号分别进行显示，同时根据数据处理单元发出的报警信号进行声、光报警；

上述有水信号采样单元、压力采样单元通过电连接器与控制箱连接，电源转换单元、输入转换单元、数据处理单元、输出转换单元、控制输出单元和显示报警单元均布置安装于控制箱内。

2.如权利要求1所述的通气管监控装置，其特征在于：所述压力采样单元采用压力变送器进行采样，压力变送器设置在潜器海水管路的支管上，测量范围0～0.3MPa（对应通气管潜水深度范围0m~30m），输出4～20mA电流信号。

3.如权利要求1所述的通气管监控装置，其特征在于：所述有水信号采样单元采用电容式检测原理的有水信号传感器进行采样，根据实际需求设置一个或多个有水信号传感器，分别设置在通气管管路不同水位处，对应不同水位绝对高度，各传感器输出无源开关量信号，检测到有水时输出高电平，无水时则输出低电平。

4.如权利要求1所述的通气管监控装置，其特征在于：所述电源转换单元采用AC/DC 220V/24V开关电源，用于将接入的50Hz 220V交流电源转换为多路直流24V电源，开关电源还设有电源保护熔断器；所述输入转换单元、数据处理单元、输出转换单元集成于PLC模块；所述控制输出单元采用继电器组合电路，对应柴电机组控制设备的进气管路舌阀、左右排气管路舌阀每一舌阀设置一个继电器，根据数据处理单元发出的关阀指示信号，对应不同舌阀的继电器闭合或开启，输出无源开关量信号。

5.如权利要求1所述的通气管监控装置，其特征在于：所述显示报警单元集成于电路板上，分为显示部分和报警部分：显示部分包括数码管显示屏和指示灯，数码管显示屏用于显示实际深度值，指示灯用于显示舌阀状态信号和有水信号，包括与柴电机组控制设备各舌阀对应的舌阀指示灯，舌阀关闭则相应舌阀指示灯亮，舌阀开启则相应舌阀指示灯熄灭；还包括与每个有水信号传感器对应的有水指示灯，有水时相应有水指示灯亮，无水时相应有水指示灯熄灭；还包括电源开关指示灯；报警部分包括用于光报警的报警指示灯和用于声报警的鸣音器，对应超深保护报警和有水监控报警，用不同频率的灯光信号以示区分；还包括消音按钮，便于人员接收到报警信号后进行消音操作，不需持续报警。

6.如权利要求1所述的通气管监控装置，其特征在于：该监控装置还包括延伸报警盒，分为超深延伸报警盒和有水延伸报警盒，所述超深延伸报警盒和有水延伸报警盒通过电连接器与控制箱连接，用于与显示报警单元同步发出报警信号，包括延伸报警指示灯和延伸鸣音器、延伸消音按钮和延伸电路板，报警指示灯和延伸鸣音器用于在相应的超深保护或疏水保护情况下根据数据处理单元发出的报警信号分别实现光报警和声报警，延伸消音按钮便于人员接收到报警信号后进行消音操作，不需持续报警。

7.如权利要求1所述的通气管监控装置，其特征在于：该监控装置还设置了完备的自检单元，包括：

①配备专用的压力模拟设备，人为建立一定压力值，将压力变送器与压力模拟设备相连后，通过观察监控装置上的数码管显示屏，检查压力变送器检测的压力信号是否与压力模拟设备人为建立的压力值一致，从而检查压力变送器是否正常；

②设置自检检查开关，与数据处理单元相连接，通过旋转该开关至“自检”档位，输出无源开关量信号给数据处理单元，使数据处理单元进入“自检模式”，通过深度设定按钮模拟发出超深状态的深度值信号（≥设定安全深度值H_A），模拟该装置已进入超深保护状态，装置按照超深保护流程进行自检。

8.如权利要求1所述的通气管监控装置，其特征在于：在控制箱上设置了复位按钮，与控制处理单元连接，用于实现“一键复位”功能：

该监控装置执行完上一次超深保护功能、发出了关阀信号之后，潜器实际深度信号H已经恢复到H＜H_A范围内，此时按压复位按钮有效；

按下复位按钮后，输出复位信号给数据处理单元，使数据处理单元进入“复位模式”，此时控制处理单元输出无源开关量信号给控制输出单元，使控制输出单元中对应各舌阀的继电器恢复初始状态。

9.如权利要求1所述的通气管监控装置，其特征在于：为避免误操作对潜器的影响，该监控装置设置了安全保护功能，包括：

(1)对控制箱面板上的深度设定按钮和复位按钮均设置了透明保护盖；

(2)对控制箱面板上的自检检查开关设置了专用钥匙，只有插入专用钥匙并旋转，才能使该监控装置进入自检状态；

(3)对控制箱面板上的深度设定按钮设定密码激活，输入密码后，才允许通过深度调节按钮进行深度值的设定。

10.一种采用权利要求1所述通气管监控装置的监控方法，其特征在于：从潜器的超深保护和渍、疏水监控两方面进行监控，采用了“分区连锁控制”方式，即在划分的不同深度区域内，根据潜器实际深度信号以及柴油机进、排气管路中舌阀开闭状态信号和有水状态信号之间的连锁关系，对信号的各种组合方式进行判断和分析，只有在满足超深保护连锁关系的情况下才发出超深保护控制信号，只有在满足有水信号连锁关系的情况下才发出渍、疏水监控控制信号，具体包括以下步骤：

第一步，在通气管潜水深度范围内，不同潜器对应不同的通气管深度，设定潜器通气管航行的安全深度值H_A和疏水有效深度值H_B，H_A＞H_B，将通气管潜水深度范围分成以下三个深度区间：①大于H_A、②大于H_B且小于H_A、③小于H_B；

第二步，测量潜器所处的实际深度信号H，判断此时潜器实际深度信号H处于上述哪个深度区间，根据不同深度区间，采取不同的控制方法：

i）H＞H_A时，潜器潜水深度已经超过安全深度，潜器处于超深深度区域，执行超深保护功能：

①显示报警单元进行超深报警，超深延伸报警盒同步报警；

②同时通过柴电机组控制设备获取柴油机进气管路舌阀、左、右排气管路舌阀的开闭状态信号，经检测单元和数据处理单元输出至显示报警单元进行显示，若所有舌阀均处于关闭状态，不发出关阀信号，继续实时通过柴电机组控制设备获取柴油机进气管路舌阀、左、右排气管路舌阀的开闭状态信号；若有舌阀处于开启状态，则数据处理单元通过控制输出单元向柴电机组控制设备发出相应舌阀的关阀信号；

ii）H_A＞H≥H_B时，显示报警单元不发出报警及控制信号，仅执行超深监控功能，数据处理单元实时获取潜器实际深度信号H值，此时即使管路内有水也不采取疏水措施，渍、疏水监控功能无效；

iii）H_B＞H＞0时，数据处理单元采集潜器中与通气管有关的疏水管路的有水信号，执行渍、疏水监控功能：

①渍水监控：当潜器在通气管状态航行时，若通气管渍水水位已到达或超过通气管检查管路高度时，即此时通气管检查管路传感器检测到有水信号，经数据处理单元输出至显示报警单元，通气管检查管路传感器对应指示灯亮，同时发出有水报警信号，有水延伸报警盒同步报警，提示操作人员应及时进行疏水；疏水系统工作后，水位下降，直到通气管检查管路无水，即通气管检查管路传感器有水信号消失，对应指示灯熄灭，提示疏水完毕，停止发送有水报警信号；

②疏水监控：当潜器由水下上浮至通气管深度时，各传感器均发出有水信号，此时需要进行疏水，疏水系统工作后，水位下降，当通气管疏水管路和柴油机非耐压进气管段疏水管路无水时，即相应传感器有水信号消失，对应指示灯熄灭，提示疏水完毕，停止发送有水报警信号，柴电机组可投入使用。

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