CN104019847B - 一种水下非接触式分离检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下非接触式分离检测装置，包含：密封壳体组件，用于保护和避免水下非接触式分离检测装置与水接触；磁感应组件，设置在密封壳体组件的内部，在被分离物体的分离过程中输出电磁感应信号；信号处理电路，设置在密封壳体组件的内部，且与磁感应组件相连接，将电磁感应信号进行放大比较处理后输出电平信号；能源组件，设置在密封壳体组件的内部，且与信号处理电路相连接，为水下非接触式分离检测装置提供电源。本发明通过检测输出的电平信号的高低，即可判断物体是否已经成功分离，具有能源独立、体积小巧、安装方便、结构简单等特点，适用于各种水下非接触式分离检测的场合。

Description

一种水下非接触式分离检测装置

技术领域

本发明涉及一种分离检测装置，具体是指一种水下非接触式分离检测装置，属于硬件检测设备技术领域。

背景技术

在水下作业过程中，经常需要对设备进行分离工作，如水下机器人信标抛设、水下机器人压载释放等。因此需要配备相应的检测装置用来判断设备是否被成功分离。

在工作水深较大时，传统的接触式检测装置中的动密封装置容易因外部高压造成漏水而引起检测装置的失效。而现有的磁感应检测装置由于避免了与被分离物体直接接触，从而不需要采用动密封结构，因此得到了较广泛的应用。但现有的各种磁感应检测装置通常需要额外的传动机构以带动磁铁运动，同时磁感应检测装置通常由几个独立的子部分组成，没有进行整体集成，对在不同设备上的安装造成不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下非接触式分离检测装置，其通过检测输出的电平信号的高低，即可判断物体是否已经成功分离，具有能源独立、体积小巧、安装方便、结构简单等特点，适用于各种水下非接触式分离检测的场合。

为实现上述目的，本发明提供一种水下非接触式分离检测装置，其包含：密封壳体组件，用于保护和避免所述的水下非接触式分离检测装置与水接触；磁感应组件，其设置在所述的密封壳体组件的内部，在被分离物体的分离过程中输出电磁感应信号；信号处理电路，其设置在所述的密封壳体组件的内部，且与所述的磁感应组件相连接，将电磁感应信号进行放大和比较处理后输出电平信号；能源组件，其设置在所述的密封壳体组件的内部，且与所述的信号处理电路相连接，为所述的水下非接触式分离检测装置提供电源。

所述的密封壳体组件包含：密封舱，其呈圆柱体且一端设置有内凹圆柱孔；密封盖，其设置在所述的密封舱的另一端且与该密封舱连接；密封圈，其设置在所述的密封舱和密封盖之间的接触面处，形成端面密封。

所述的密封舱与密封盖之间通过螺钉紧固连接。

所述的磁感应组件包含：感应线圈座，其设置在所述的密封舱的内部，且围绕设置在密封舱的内凹圆柱孔的外侧壁上；感应线圈，其缠绕设置在所述的感应线圈座上；永久磁铁，其固定在被分离物体上。

在被分离物体与水下非接触式分离检测装置分离之前，所述的永久磁铁设置在密封舱的外部，且位于所述的内凹圆柱孔的中心，被所述的感应线圈包围。

在被分离物体与水下非接触式分离检测装置分离时，所述的永久磁铁从内凹圆柱孔中滑出，逐渐脱离感应线圈的包围，感应线圈因切割磁感应线产生电磁感应信号。

所述的信号处理电路包含：信号放大电路，其设置在所述的密封舱的内部，且与所述的感应线圈相连接，该信号放大电路将感应线圈上产生的电磁感应信号放大后输出电压信号；电压比较电路，其设置在所述的密封舱的内部，且与所述的信号放大电路相连接，该电压比较电路接收信号放大电路输出的放大后的电压信号，并与预设在该电压比较电路中的电压阈值比较，当放大后的电压信号大于电压阈值时，该电压比较电路输出高电平信号，当放大后的电压信号小于电压阈值时，该电压比较电路输出低电平信号；水密连接器，其设置在所述的密封盖上，且与所述的电压比较电路相连接，接收电压比较电路输出的高电平信号或低电平信号并输出。

所述的能源组件包含：电池座，其下端设置有圆柱体连杆，该圆柱体连杆上设置有螺纹，该电池座通过圆柱体连杆上的螺纹与所述的密封舱进行固定连接；电池，其固定设置在所述的电池座内，该电池的正极通过电源线与所述的信号放大电路以及电压比较电路相连接并提供电源；电源开关，其设置在所述的密封盖上，且与所述的电池相连接。

所述的电源开关采用2芯水密连接器改制制成，将所述的2芯水密连接器的尾部电缆中的两根电线短路连接，并对2芯水密连接器的尾部进行硫化处理。

综上所述，本发明所提供的水下非接触式分离检测装置，通过检测被分离物体在分离过程中，水密连接器输出的电平信号的高低转变过程，即可准确判断被分离物体是否成功分离。

与现有技术相比较，本发明所提供的水下非接触式分离检测装置，具有以下优点：1、自带能源，独立封装，结构简单，体积小巧，能够作为子设备方便的安装在各种水下设备上工作；2、感应线圈可自行绕制，信号放大电路与电压比较电路结构简单，成本较低；3、物体分离前永久磁铁处于水下非接触式分离检测装置中，避免对其它磁敏感设备的干扰；4、采用插拔式电源开关，方便水下非接触式分离检测装置的上电，无需开舱操作。

附图说明

图1为本发明中的水下非接触式分离检测装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图1，详细说明本发明的一个优选实施例。

如图1所示，为本发明所提供的水下非接触式分离检测装置，包含：密封壳体组件，用于保护和避免所述的水下非接触式分离检测装置与水接触；磁感应组件，其设置在所述的密封壳体组件的内部，在被分离物体1的分离过程中输出电磁感应信号；信号处理电路，其设置在所述的密封壳体组件的内部，且与所述的磁感应组件相连接，将电磁感应信号进行放大和比较处理后输出TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）电平信号；能源组件，其设置在所述的密封壳体组件的内部，且与所述的信号处理电路相连接，为所述的水下非接触式分离检测装置提供电源。

其中，所述的密封壳体组件包含：密封舱2，其呈圆柱体且一端设置有内凹圆柱孔15；密封盖9，其设置在所述的密封舱2的另一端；密封圈10，其设置在所述的密封舱2和密封盖9之间的接触面处，形成端面密封；所述的密封舱2与密封盖9之间通过螺钉6紧固连接，从而实现整个水下非接触式分离检测装置的防水密封处理。

所述的密封舱2与密封盖9均采用铝合金材料制成。

所述的磁感应组件包含：感应线圈座13，其设置在所述的密封舱2的内部，且围绕设置在密封舱2的内凹圆柱孔15的外侧壁上；感应线圈3，其缠绕设置在所述的感应线圈座13上；永久磁铁14，其固定在被分离物体1上，在被分离物体1与水下非接触式分离检测装置分离之前，该永久磁铁14设置在密封舱2的外部，且位于所述的内凹圆柱孔15的中心，被所述的感应线圈3包围，在被分离物体1与水下非接触式分离检测装置分离时，该永久磁铁14从内凹圆柱孔15中滑出，逐渐脱离感应线圈3的包围，感应线圈3因切割磁感应线产生电磁感应信号。

所述的信号处理电路包含：信号放大电路4，其设置在所述的密封舱2的内部，且与所述的感应线圈3相连接，该信号放大电路4将感应线圈3上产生的电磁感应信号放大为0V～5V范围内的电压信号并输出；本实施例中，该信号放大电路4采用LM358芯片实现；电压比较电路5，其设置在所述的密封舱2的内部，且与所述的信号放大电路4相连接，该电压比较电路5接收信号放大电路4输出的放大后的电压信号，并与预设在该电压比较电路5中的电压阈值2.5V进行比较，当放大后的电压信号大于电压阈值时，该电压比较电路5输出高电平信号，当放大后的电压信号小于电压阈值时，该电压比较电路5输出低电平信号；本实施例中，该电压比较电路5采用LM393芯片实现；水密连接器8，其设置在所述的密封盖9上，且与所述的电压比较电路5相连接，接收电压比较电路5输出的高电平信号或低电平信号并输出；本实施例中，该水密连接器8采用Subconn公司的微小圆形4芯水密连接器。

所述的能源组件包含：电池座12，其下端设置有圆柱体连杆，该圆柱体连杆上设置有螺纹，该电池座12通过圆柱体连杆上的螺纹与所述的密封舱2进行固定连接；电池11，其固定设置在所述的电池座12内，该电池11的正极通过电源线与所述的信号放大电路4以及电压比较电路5相连接并提供电源；电源开关7，其设置在所述的密封盖9上，且与所述的电池11相连接，用于控制能源组件的开关。

本实施例中，所述的电源开关7采用Subconn公司的微小圆形2芯水密连接器改制而成。具体改制方法为：将2芯水密连接器的尾部电缆中的两根电线做短路处理，并在尾部进行硫化防水处理。改制完成之后，当电源开关7插入连接时，电池11的正极输出闭合，开始供电；当电源开关7拔出未连接时，电池11的正极输出断开，停止供电。

本发明所提供的水下非接触式分离检测装置，其具体的工作原理如下所述。当电源开关7拔下未连接时，电池11与信号处理电路断开连接，此时水下非接触式分离检测装置断电停止工作。当电源开关7插上连接时，电池11为信号处理电路供电，此时水下非接触式分离检测装置开始工作。

在被分离物体1分离之前，永久磁铁14设置在密封舱2的内凹圆柱孔15内，且被感应线圈3包围在其中心，此时永久磁铁14相对于感应线圈3静止不动，因此感应线圈3无电磁感应信号输出，经信号放大电路4放大处理后输出的电压为0，因此其值肯定小于电压比较电路5中预设的电压阈值，所以电压比较电路经水密连接器8输出低电平信号。

在被分离物体1与水下非接触式分离检测装置分离的过程中，永久磁铁14从密封舱2的内凹圆柱孔15内向外滑出，逐渐脱离感应线圈3的包围，此时感应线圈3相对永久磁铁14做切割磁感应线运动，使得感应线圈3产生电磁感应信号，该电磁感应信号经信号放大电路4放大后输出电压信号至电压比较电路5，此时该放大后的电压信号大于电压比较电路5中预设的电压阈值，因此该电压比较电路5经水密连接器8输出高电平信号，从而表明被分离物体1正在分离过程中。

当被分离物体1成功与水下非接触式分离检测装置完全分离之后，由于永久磁铁14完全脱离出被感应线圈3包围的范围，因此感应线圈3相对永久磁铁14没有做切割磁感应线运动，因此感应线圈3无电磁感应信号输出，经信号放大电路4放大处理后输出的电压再次为0，因此其值肯定小于电压比较电路5中预设的电压阈值，所以电压比较电路经水密连接器8再次输出低电平信号。也就是说，当水密连接器8输出的TTL电平信号由高电平再次转变为低电平时，既表明被分离物体1已经成功分离。

综上所述，本发明所提供的水下非接触式分离检测装置，通过检测被分离物体在分离过程中，水密连接器输出的TTL电平信号是否有低-高-低的转变过程，即可准确判断被分离物体是否成功分离。

与现有技术相比较，本发明所提供的水下非接触式分离检测装置，具有以下优点：1、自带能源，独立封装，结构简单，体积小巧，能够作为子设备方便的安装在各种水下设备上工作，同样也可以用于化工领域的非接触式物体分离检测；2、感应线圈可自行绕制，信号放大电路与电压比较电路结构简单，成本较低；3、物体分离前永久磁铁处于水下非接触式分离检测装置中，避免对其它磁敏感设备的干扰；4、采用插拔式电源开关，方便水下非接触式分离检测装置的上电，无需开舱操作。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种水下非接触式分离检测装置，其特征在于，包含：

密封壳体组件，用于保护和避免所述的水下非接触式分离检测装置与水接触；包含：密封舱（2），其呈圆柱体且一端设置有内凹圆柱孔（15）；

磁感应组件，其设置在所述的密封壳体组件的内部，在被分离物体（1）的分离过程中输出电磁感应信号；包含：感应线圈座（13），其设置在所述的密封舱（2）的内部，且围绕设置在密封舱（2）的内凹圆柱孔（15）的外侧壁上；感应线圈（3），其缠绕设置在所述的感应线圈座（13）上；永久磁铁（14），其固定在被分离物体（1）上；在被分离物体（1）与水下非接触式分离检测装置分离之前，所述的永久磁铁（14）设置在密封舱（2）的外部，且位于所述的内凹圆柱孔（15）的中心，被所述的感应线圈（3）包围；

信号处理电路，其设置在所述的密封壳体组件的内部，且与所述的磁感应组件相连接，将电磁感应信号进行放大和比较处理后输出电平信号；

能源组件，其设置在所述的密封壳体组件的内部，且与所述的信号处理电路相连接，为所述的水下非接触式分离检测装置提供电源。

2.如权利要求1所述的水下非接触式分离检测装置，其特征在于，所述的密封壳体组件还包含：

密封盖（9），其设置在所述的密封舱（2）的另一端且与该密封舱（2）连接；

密封圈（10），其设置在所述的密封舱（2）和密封盖（9）之间的接触面处，形成端面密封。

3.如权利要求2所述的水下非接触式分离检测装置，其特征在于，所述的密封舱（2）与密封盖（9）之间通过螺钉（6）紧固连接。

4.如权利要求1所述的水下非接触式分离检测装置，其特征在于，在被分离物体（1）与水下非接触式分离检测装置分离时，所述的永久磁铁（14）从内凹圆柱孔（15）中滑出，逐渐脱离感应线圈（3）的包围，感应线圈（3）因切割磁感应线产生电磁感应信号。

5.如权利要求4所述的水下非接触式分离检测装置，其特征在于，所述的信号处理电路包含：

信号放大电路（4），其设置在所述的密封舱（2）的内部，且与所述的感应线圈（3）相连接，该信号放大电路（4）将感应线圈（3）上产生的电磁感应信号放大后输出电压信号；

电压比较电路（5），其设置在所述的密封舱（2）的内部，且与所述的信号放大电路（4）相连接，该电压比较电路（5）接收信号放大电路（4）输出的放大后的电压信号，并与预设在该电压比较电路（5）中的电压阈值比较，当放大后的电压信号大于电压阈值时，该电压比较电路（5）输出高电平信号，当放大后的电压信号小于电压阈值时，该电压比较电路（5）输出低电平信号；

水密连接器（8），其设置在所述的密封盖（9）上，且与所述的电压比较电路（5）相连接，接收电压比较电路（5）输出的高电平信号或低电平信号并输出。

6.如权利要求5所述的水下非接触式分离检测装置，其特征在于，所述的能源组件包含：

电池座（12），其下端设置有圆柱体连杆，该圆柱体连杆上设置有螺纹，该电池座（12）通过圆柱体连杆上的螺纹与所述的密封舱（2）进行固定连接；

电池（11），其固定设置在所述的电池座（12）内，该电池（11）的正极通过电源线与所述的信号放大电路（4）以及电压比较电路（5）相连接并提供电源；

电源开关（7），其设置在所述的密封盖（9）上，且与所述的电池（11）相连接。

7.如权利要求6所述的水下非接触式分离检测装置，其特征在于，所述的电源开关（7）采用2芯水密连接器改制制成，将所述的2芯水密连接器的尾部电缆中的两根电线短路连接，并对2芯水密连接器的尾部进行硫化处理。