CN103792499B - 一种水下磁感器 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下仪器设备领域，具体地说是一种在水下感应永磁体作用并输出信号的水下磁感器，包括感应基座、磁感应传感器及水下汇接盒，感应基座上装载由干簧管和密封帽构成的磁感应传感器，当永磁体靠近时，磁感应传感器感应的信号由信号汇接缆汇入水下汇接盒，汇入信号汇接后由信号输出缆输出；感应基座上有密封帽固定孔、缆线密封孔、磁体过孔和自身固定孔，信号汇接缆穿出感应基座时通过密封部件进行密封，水下汇接盒由圆筒及两侧端盖组成，两侧端盖上分别固定着水密接插头，接插头上的电缆在密封舱内部实现汇接，其中一个水密接插头连接信号输出缆，以实现感应信号的输出。本发明具有感应灵敏，密封可靠，工作水深可选择等优点。

Description

一种水下磁感器

技术领域

本发明属于水下仪器设备领域，具体地说是一种在水下感应永磁体作用并输出信号的水下磁感器。

背景技术

随着人类社会发展的需要和科学技术的进步，水下工程的规模越来越大，在水下资源的调查、海上石油探测、抢险救生、水下土木工程建设以及海洋军事等领域大量使用不同类型、不同功能的水下仪器设备。因此，水下仪器设备的设计与研制是普遍而又重要的工作。

水下仪器设备中，很多时候需要依靠感应磁信号来传递信息或者进行系统控制，如何能在水下可靠的和灵敏的感应磁信号，并将磁信号传递出去是应用磁感应信号的前提。

再有，水下仪器设备的研制在很多时候需要进行电缆的汇接，即将多股电缆汇集连接到一起，形成一根电缆。以往进行水下电缆汇接，通常是将多股电缆进行电连接，然后用高压绝缘胶布缠绕密封，或采用硫化的方法加以密封。这种方法通常对于两股电缆的对接比较有效，而对于多股电缆的汇接，则效果不太理想，尤其是水深压力大的时候，很容易进水，造成电路短接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在水下稳定可靠地感应磁信号、避免因汇接电缆进水造成电路短接的水下磁感器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括感应基座、磁感应传感器及水下汇接盒，其中感应基座上沿轴向设有磁体过孔，该磁体过孔的外围依次均布有多个沿轴向设置的密封帽固定孔及多个沿轴向设置的自身固定孔，每个密封帽固定孔均连通有沿径向开设的缆线密封孔；

所述磁感应传感器包括密封帽及干簧管，每个密封帽固定孔均螺纹连接有密封帽，所述干簧管安装在密封帽内，干簧管的连接线与信号汇接缆的一端相连，信号汇接缆的另一端由所述缆线密封孔穿出、通过水下汇接盒汇接；所述信号汇接缆与缆线密封孔之间通过密封部件密封；

所述水下汇接盒包括密封壳体、水密接插头及电缆汇接板，其中密封壳体的两端面分别密封安装有多个水密接插头，所述电缆汇接板安装在密封壳体内；各信号汇接缆的另一端分别由水密接插头插入、汇接至电缆汇接板，由电缆汇接板汇接后的信号输出缆通过其中一个水密接插头引出。

其中：所述自身固定孔、磁体过孔及密封帽固定孔均为通孔，磁体过孔位于感应基座的中间，多个密封帽固定孔沿周向均布于磁体过孔的外围，多个自身固定孔沿周向均布于密封帽固定孔的外围；所述自身固定孔为光孔，磁体过孔的两端为阶梯孔，密封帽固定孔的两端均设有内螺纹、与密封帽螺纹连接；

所述缆线密封孔连通于密封帽固定孔的中部，并且缆线密封孔的中轴线与密封帽固定孔的中轴线相垂直；所述缆线密封孔的外端设有内螺纹；所述密封帽内设有内孔，密封帽的一端为方柱，另一端为内孔的开口端、并且外表面设有外螺纹，所述干簧管安装在内孔内；所述干簧管上焊接有多条连接线，各连接线分别连接至信号汇接缆的一端；

所述密封部件包括带孔螺栓、密封胶圈及垫圈，其中密封胶圈及垫圈分别套设在信号汇接缆上，并位于缆线密封孔内，所述带孔螺栓的轴向截面为“T”形，中间沿轴向开有供所述信号汇接缆穿出的穿线孔；“T”形直径较大的部分位于缆线密封孔的外部，“T”形直径较小的部分设有外螺纹、与缆线密封孔螺纹连接；所述信号汇接缆的另一端由穿线孔穿出；

所述密封壳体的任一端面上安装有牺牲阳极；所述密封壳体包括圆筒及密封安装在圆筒两侧的左端盖及右端盖，所述左端盖与右端盖的结构相同，每个端盖上均设有多个螺孔A，每个螺孔A内分别螺纹连接有水密接插头；每个端盖的内端面边缘沿轴向向内凸出、插入所述圆筒内，每个端盖与圆筒之间通过止口定位；所述电缆汇接板安装在任一端盖上，安装电缆汇接板的端盖内端面沿圆周方向均布有多个用于固接电缆汇接板的螺孔D；每个端盖与所述圆筒结合处的外圆周表面上分别挖切有密封槽，该密封槽内容置有作为填料的第一O形圈，每个端盖与圆筒通过所述第一O形圈密封；每个端盖与所述圆筒结合处的外圆周表面上均布有多个沿径向开设的螺孔B，圆筒的两端沿径向对应开有与每个端盖上螺孔B数量相同的通孔，每个端盖与圆筒之间通过紧固螺栓依次穿过所述通孔及螺孔B固接；所述左端盖及右端盖的外端面上分别设有便于端盖安装或拆卸的螺孔C；所述电缆汇接板为圆盘状，固接在任一端盖的内端面上，在电缆汇接板上设有多个接线柱。

本发明的优点与积极效果为：

1.灵敏地感应水下磁信号。本发明在感应基座的上方和下方固定着若干个磁感应传感器，全方位地接收感应信号；并且感应基座中心有磁体过孔，确保永磁体靠近磁感应传感器，确保可靠的感应磁信号。

2.可靠的密封方式。本发明信号汇接缆穿出感应基座时，通过密封胶圈、垫圈和带孔螺栓等密封固定在感应基座的缆线密封孔上；水下汇接盒两端盖和圆筒的密封，以及水密接插头和端盖的密封等，均安装O形圈作为填料，保证了良好的密封。

3.工作水深的可选择性，综合考虑承受水下压力的大小、选用不同的材料来制作密封帽，通过控制水下汇接盒密封壳体自身尺寸的大小，根据需要选择端盖和圆筒的厚度，来满足不同水深工作环境的要求；同时，密封帽和水下汇接盒通过充油可以进一步增加其水下耐压能力。

4.本发明的水下汇接盒通过选择圆筒不同的径向和轴向尺寸，来达到调整密封壳体空间大小的目的，柱形空间相对比较方便充分应用。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明感应部件的俯视图；

图3为图2中的A—A剖视图；

图4为图1中感应基座的俯视图；

图5为图4中的B—B剖视图；

图6为本发明密封帽的结构示意图；

图7为本发明密封螺栓的结构示意图；

图8为本发明水下汇接盒的主视剖视图；

图9为图8左视图；

图10为图8中左端盖与圆筒连接处的局部放大图；

图11为图8中左端盖的结构剖视图；

图12为图8中左端盖的左视图；

其中：1为感应基座，101为自身固定孔，102为磁体过孔，103为密封帽固定孔，104为缆线密封孔；

2为磁感应传感器，201为密封帽，202为干簧管，203为上干簧管连接线A，204为上干簧管连接线B，为205为下干簧管连接线A，206为下干簧管连接线B，207为内孔；

3为信号汇接缆，301为密封胶圈，302为垫圈，303为带孔螺栓；304为穿线孔；

4为水下汇接盒，401为水密接插头，402为牺牲阳极，403为左端盖，404为第一O形圈，405为紧固螺栓，406为圆筒，407为电缆汇接板，408为右端盖，409为第二O形圈，410为螺孔A，411为螺孔B，412为密封槽，413为螺孔C，414为螺孔D。

5为信号输出缆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括感应基座1、磁感应传感器2、信号汇接缆3、水下汇接盒4及信号输出缆5，磁信号被磁感应传感器2感应后由信号汇接缆3汇入水下汇接盒4，汇入信号汇接后由信号输出缆5输出。

如图2～7所示，感应基座1上装载着多个磁感应传感器2，磁感应传感器2包括密封帽201及干簧管202。感应基座1上沿轴向设有一个磁体过孔102，该磁体过孔102位于感应基座1的中间，可以让永磁体穿过感应基座1；磁体过孔102的外围依次均布有多个(本实施例为四个)沿轴向设置的密封帽固定孔103及多个(本实施例为四个)沿轴向设置的自身固定孔101，每个密封帽固定孔103均连通有沿径向开设的缆线密封孔104。自身固定孔101、磁体过孔102及密封帽固定孔103均为通孔，四个密封帽固定孔103沿周向均布于磁体过孔102的外围，四个自身固定孔101沿周向均布于密封帽固定孔103的外围，可以方便本发明在工作场所的固定；本实施例的自身固定孔101为光孔，磁体过孔102的两端为阶梯孔，密封帽固定孔103的两端均设有内螺纹、并且每个密封帽固定孔103的两端分别螺纹连接有密封帽201螺纹连接。缆线密封孔104连通于密封帽固定孔103的中部，并且缆线密封孔104的中轴线与密封帽固定孔103的中轴线相垂直，缆线密封孔104的外端设有内螺纹。

密封帽201内设有内孔207，密封帽201的一端(顶端)为方柱、便于扳手的夹持，密封帽201的另一端(下端)为内孔207的开口端、并且外表面设有与密封帽固定孔103上内螺纹相对应的外螺纹；密封帽201的另一端与密封帽固定孔103螺纹连接，内孔207与密封帽固定孔103内部相通。每个密封帽201的内孔207内均密封安装有一个干簧管202，每个干簧管202上均焊接有多条连接线，各连接线分别连接至信号汇接缆3的一端。本实施例中，同一密封帽固定孔103两端螺纹连接的密封帽201内部的两个干簧管202，其中位于上方的干簧管分别焊接有上干簧管连接线A203及上干簧管连接线B204，位于下方的干簧管分别焊接有下干簧管连接线A205及下干簧管连接B206，上干簧管连接线A203、上干簧管连接线B204、下干簧管连接线A205及下干簧管连接B206连接到信号汇接缆3的一端上，信号汇接缆3的另一端由缆线密封孔104穿出、通过水下汇接盒4汇接，信号汇接缆3与缆线密封孔104之间通过密封部件密封。

密封部件包括带孔螺栓303、密封胶圈301及垫圈302，其中密封胶圈301及垫圈302分别套设在信号汇接缆3上，并位于缆线密封孔104内，密封胶圈301及垫圈302的外表面均与缆线密封孔104的孔壁密封抵接。带孔螺栓303的轴向截面为“T”形，中间沿轴向开有供信号汇接缆3穿出的穿线孔304；“T”形直径较大的部分位于缆线密封孔104的外部，“T”形直径较小的部分设有外螺纹，方便与缆线密封孔104上的内螺纹螺纹连接；信号汇接缆3的另一端由穿线孔304穿出，穿线孔304的直径大于信号汇接缆3的直径。

如图8～12所示，水下汇接盒4包括密封壳体和附带设施，其中密封壳体包括圆筒406及密封安装在圆筒406两侧的左端盖403及右端盖408，附带设施包括水密接插头401、牺牲阳极402及电缆汇接板407；水下汇接盒4是由左端盖403、圆筒406和右端盖408组成整个密封壳体的，左端盖403与右端盖408的结构相同，密封壳体上附带着水密接插头401、牺牲阳极402及电缆汇接板407。

圆筒406两端外圆柱面上分别沿径向均布着多个通孔(本实施例为四个)，每个端盖的内端面边缘沿轴向向内凸出、由圆筒406的两端插入圆筒406内，每个端盖与圆筒406之间均通过止口定位；在每个端盖与圆筒406结合处的外圆周表面上均布有多个沿径向开设的螺孔B412，该螺孔B412的数量与圆筒406两端的通孔数量相同，即本实施例螺孔B412也为四个；紧固螺栓405穿过圆筒406的通孔，旋进左端盖403或右端盖408上的螺孔B412，这样，左端盖403或右端盖408都分别采用四个紧固螺栓405均布在其圆周上与圆筒406进行连接。每个端盖与圆筒406结合处的外圆周表面上分别挖切有密封槽411，该密封槽411内容置有作为填料的第一O形圈404，使每个端盖与圆筒406通过所述第一O形圈404进行密封，即构成了一个圆柱形的密封壳体。在左端盖403或右端盖408的外端面上安装有牺牲阳极402，本实施例的牺牲阳极402是通过六角螺栓固接在左端盖403的外端面上。每个端盖上均设有多个螺孔A410，每个螺孔A410内分别螺纹连接有水密接插头401，水密接插头401与螺孔A410之间通过作为填料的第二O形圈409进行密封。每个端盖上其中一个水密接插头401为信号输出缆5的接插头，其余的水密接插头401为信号汇接缆3的接插头。在密封壳体内安装有电缆汇接板407，该电缆汇接板407可安装在任一端盖的内端面上，安装电缆汇接板407的端盖内端面沿圆周方向均布有多个用于固接电缆汇接板407的螺孔D414；本实施例的电缆汇接板407为圆盘状，通过四个螺栓固接在左端盖403内端面上的螺孔D414中，在电缆汇接板407上设有多个接线柱，以实现电缆的汇接；由左、右端盖403、408上水密接插头401穿入圆筒406内的多股信号汇接缆3汇接在电缆汇接板407上，由电缆汇接板407汇接后的信号输出缆通过一个水密接插头401引出。在左端盖403及右端盖408的外端面上还分别钻有两个螺孔C413，以便于左端盖403和右端盖408的安装或拆卸。

本发明的装配过程为：

1.用粘合剂(如现有技术的502胶)将干簧管202固定到密封帽103的内侧，干簧管202上焊接连接线；

2.在感应基座1上密封帽固定孔103的上下两端分别螺纹连接两个带有干簧管202的密封帽103，并将上下两个干簧管的上干簧管连接线A203、上干簧管连接线B204、下干簧管连接线A205及下干簧管连接B206由缆线密封孔104拽出感应基座1；

3.将信号汇接缆3的一端依次穿上带孔螺栓303、垫圈302、密封胶圈301，而后将上干簧管连接线A203、上干簧管连接线B204、下干簧管连接线A205及下干簧管连接B206分别焊接在信号汇接缆3的一端上，即连接了两个干簧管202，信号汇接缆3的另一端焊接水密接插件401；

4.通过带孔螺栓303、垫圈302和密封胶圈301将信号汇接缆3密封地固定到感应基座1上的缆线密封孔104中，信号汇接缆3带有水密接插件401的另一端插入水下汇接盒4内的电缆汇接板407即可，最后由水下汇接盒4引出信号输出缆5。

当永磁体靠近时，磁感应传感器2感应到的信号由信号汇接缆3汇入水下汇接盒4，汇入信号汇接后再由信号输出缆5输出。

本发明的感应基座1为聚四氟乙烯棒。本发明的密封帽201内及水下汇接盒4内充油(如现有技术的机油)，以适用于深水工作。

Claims (10)

1.一种水下磁感器，其特征在于：包括感应基座(1)、磁感应传感器(2)及水下汇接盒(4)，其中感应基座(1)上沿轴向设有磁体过孔(102)，该磁体过孔(102)的外围依次均布有多个沿轴向设置的密封帽固定孔(103)及多个沿轴向设置的自身固定孔(101)，每个密封帽固定孔(103)均连通有沿径向开设的缆线密封孔(104)；

所述磁感应传感器(2)包括密封帽(201)及干簧管(202)，每个密封帽固定孔(103)均螺纹连接有密封帽(201)，所述干簧管(202)安装在密封帽(201)内，干簧管(202)的连接线与信号汇接缆(3)的一端相连，信号汇接缆(3)的另一端由所述缆线密封孔(104)穿出、通过水下汇接盒(4)汇接；所述信号汇接缆(3)与缆线密封孔(104)之间通过密封部件密封；

所述水下汇接盒(4)包括密封壳体、水密接插头(401)及电缆汇接板(407)，其中密封壳体的两端面分别密封安装有多个水密接插头(401)，所述电缆汇接板(407)安装在密封壳体内；各信号汇接缆(3)的另一端分别由水密接插头(401)插入、汇接至电缆汇接板(407)，由电缆汇接板(407)汇接后的信号输出缆(5)通过其中一个水密接插头(401)引出；

所述感应基座(1)为聚四氟乙烯棒。

2.按权利要求1所述的水下磁感器，其特征在于：所述自身固定孔(101)、磁体过孔(102)及密封帽固定孔(103)均为通孔，其中磁体过孔(102)位于感应基座(1)的中间，多个密封帽固定孔(103)沿周向均布于磁体过孔(102)的外围，多个自身固定孔(101)沿周向均布于密封帽固定孔(103)的外围；所述自身固定孔(101)为光孔，磁体过孔(102)的两端为阶梯孔，密封帽固定孔(103)的两端均设有内螺纹、与密封帽(201)螺纹连接。

3.按权利要求1或2所述的水下磁感器，其特征在于：所述缆线密封孔(104)连通于密封帽固定孔(103)的中部，并且缆线密封孔(104)的中轴线与密封帽固定孔(103)的中轴线相垂直；所述缆线密封孔(104)的外端设有内螺纹。

4.按权利要求1所述的水下磁感器，其特征在于：所述密封帽(201)内设有内孔(207)，密封帽(201)的一端为方柱，另一端为内孔(207)的开口端、并且外表面设有外螺纹，所述干簧管(202)安装在内孔(207)内。

5.按权利要求1或4所述的水下磁感器，其特征在于：所述干簧管(202)上焊接有多条连接线，各连接线分别连接至信号汇接缆(3)的一端。

6.按权利要求1所述的水下磁感器，其特征在于：所述密封部件包括带孔螺栓(303)、密封胶圈(301)及垫圈(302)，其中密封胶圈(301)及垫圈(302)分别套设在信号汇接缆(3)上，并位于缆线密封孔(104)内，所述带孔螺栓(303)的轴向截面为“T”形，中间沿轴向开有供所述信号汇接缆(3)穿出的穿线孔(304)；“T”形直径较大的部分位于缆线密封孔(104)的外部，“T”形直径较小的部分设有外螺纹、与缆线密封孔(104)螺纹连接；所述信号汇接缆(3)的另一端由穿线孔(304)穿出。

7.按权利要求1所述的水下磁感器，其特征在于：所述密封壳体的任一端面上安装有牺牲阳极(402)。

8.按权利要求1所述的水下磁感器，其特征在于：所述密封壳体包括圆筒(406)及密封安装在圆筒(406)两侧的左端盖(403)及右端盖(408)，所述左端盖(403)与右端盖(408)的结构相同，每个端盖上均设有多个螺孔A(410)，每个螺孔A(410)内分别螺纹连接有水密接插头(401)；每个端盖的内端面边缘沿轴向向内凸出、插入所述圆筒(406)内，每个端盖与圆筒(406)之间通过止口定位；所述电缆汇接板(407)安装在任一端盖上，安装电缆汇接板(407)的端盖内端面沿圆周方向均布有多个用于固接电缆汇接板(407)的螺孔D(414)。

9.按权利要求8所述的水下磁感器，其特征在于：每个端盖与所述圆筒(406)结合处的外圆周表面上分别挖切有密封槽(411)，该密封槽(411)内容置有作为填料的第一O形圈(404)，每个端盖与圆筒(406)通过所述第一O形圈(404)密封；每个端盖与所述圆筒(406)结合处的外圆周表面上均布有多个沿径向开设的螺孔B(412)，圆筒(406)的两端沿径向对应开有与每个端盖上螺孔B(412)数量相同的通孔，每个端盖与圆筒(406)之间通过紧固螺栓(405)依次穿过所述通孔及螺孔B(412)固接；所述左端盖(403)及右端盖(408)的外端面上分别设有便于端盖安装或拆卸的螺孔C(413)。

10.按权利要求8所述的水下磁感器，其特征在于：所述电缆汇接板(407)为圆盘状，固接在任一端盖的内端面上，在电缆汇接板(407)上设有多个接线柱。