CN108760177A - 一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置及其使用方法，所述的装置包括安装在舱体底板上的潮湿度传感器，该潮湿度传感器为一无覆油，正负极交叉单面走线并形成间隙的裸线绕线印刷电路板，在该裸线绕线印刷电路板上还布置有接线端子，微处理器控制系统通过绝缘导线与上述接线端子电连接，微处理器控制系统通过片内或片外模数转换器采集潮湿度传感器电阻分压、微处理器控制系统通过控制MOS管的通断来控制舱体供电系统的通断，计算机处理系统则与微处理器控制系统上的串口相连接。本发明所公开的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，采用裸线绕线印刷电路板作为潮湿度传感器，检测灵敏度高。垫圈位于裸线绕线印刷电路板与舱体底板之间，防止裸线绕线印刷电路板因直接与舱体底板发生接触而影响其测量精度。
Description
技术领域
本发明属于仪器仪表领域，特别涉及该领域中的一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置及其使用方法。
背景技术
对海洋、河流、湖泊等水体进行环境调查、水质水文参数采集需要使用大量的水下仪器设备，而大多数水下仪器设备均具备密封舱体。仪器舱体内部的潮湿程度直接会影响到仪器设备的性能、测量精度甚至是安全性。水下仪器不同于陆上设备，一旦出现漏液问题轻则仪器设备损坏，重则丢失长时间的测量数据。因此，对于水下密封舱体进行必要的潮湿度监测，尤其是在潮湿度刚开始发生明显增加时就向操作人员发出预警，对于水下仪器的正常、安全工作具有重要的意义。
目前，对于水下仪器设备的漏液处理方法一般是通过预先填充干燥剂来减轻潮湿度，但是这种方法对于大规模的漏液无能为力，操作人员只能在仪器发生故障后才能意识到仪器漏液。而仪器舱体内常用的漏液检测装置为双绞绕线电阻式传感器，该传感器灵敏度低，不能进行水下仪器潮湿度的提前预警。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种灵敏度高且能提前预警的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置及其使用方法。
本发明采用如下技术方案：
一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其改进之处在于：所述的装置包括安装在舱体底板上的潮湿度传感器，该潮湿度传感器为一无覆油，正负极交叉单面走线并形成间隙的裸线绕线印刷电路板，在该裸线绕线印刷电路板上还布置有接线端子，微处理器控制系统通过绝缘导线与上述接线端子电连接，微处理器控制系统通过片内或片外模数转换器采集潮湿度传感器电阻分压、微处理器控制系统通过控制MOS管的通断来控制舱体供电系统的通断，计算机处理系统则与微处理器控制系统上的串口相连接。
进一步的，裸线绕线印刷电路板的四角各开一个固定孔，在每一固定孔内均布置一个带垫圈的紧定螺栓以便将裸线绕线印刷电路板固定在舱体底板上，上述垫圈位于裸线绕线印刷电路板与舱体底板之间。
进一步的，紧定螺栓的直径在4mm以内，垫圈的高度为3—6mm。
进一步的，裸线绕线印刷电路板的裸线线宽0.2—0.5mm，间隙0.2—0.4mm。
进一步的，绝缘导线为0.2—1平方毫米的绞合导线。
进一步的，微处理器控制系统为STM32RCT6型单片机，MOS管为N沟道型。
进一步的，模数转换器的分辨率不低于12位。
进一步的，微处理器控制系统具有分压电阻，阻值100kΩ—10MΩ，并上拉至微处理器控制系统模拟供电电源。
一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置的使用方法，使用上述的装置，其改进之处在于，包括如下流程：
（1）主控制流程
配置微处理器控制系统工作时钟的系统时钟初始化、模数转换器初始化、串口初始化、定时器初始化，设定定时器每隔500ms—5s进入一次中断，初始化完毕后启动定时器定时检测流程、水下仪器工作流程初始化、水下仪器工作流程，在进行水下仪器工作流程的过程中若接收到下述定时器定时检测流程发出的漏液报警标志，则保存当前工作进度并断电停机；
（2）定时器定时检测流程
在定时器进入中断时，微处理器控制系统通过模数转换器采集潮湿度传感器电阻分压，并与设定阈值进行比较，若高于阈值则不进行预警处理，若不高于阈值则判断是否采集异常，若非采集异常则通过串口向计算机处理系统发送预警信息、向上述主控制流程发出漏液报警标志。
进一步的，在定时器定时检测流程中向计算机处理系统发送的预警信息包含潮湿度传感器电阻分压值，并提示其低于阈值的程度。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，采用裸线绕线印刷电路板作为潮湿度传感器，检测灵敏度高。垫圈位于裸线绕线印刷电路板与舱体底板之间，防止裸线绕线印刷电路板因直接与舱体底板发生接触而影响其测量精度。计算机处理系统与微处理器控制系统之间采用串口通信方式，可以提高传输距离与通信稳定性。
本发明所公开的装置使用方法，能够在水下仪器密封舱体潮湿度刚开始发生明显增加时（此时潮湿度传感器的电阻分压值不高于设定阈值）就提前预警，并可以断电停机以便最大限度保证水下仪器测量数据的安全。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开装置的整体结构示意图；
图2是本发明实施例1所公开装置中裸线绕线印刷电路板的俯视示意图；
图3是本发明实施例1所公开使用方法中主控制流程的步骤图；
图4是本发明实施例1所公开使用方法中定时器定时检测流程的步骤图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1，2所示，本实施例公开了一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，所述的装置包括安装在舱体底板1上的潮湿度传感器4，该潮湿度传感器在干燥环境下电阻无穷大，随着环境潮湿度的增加电阻减小。本实施例中的潮湿度传感器为一无覆油，正负极交叉单面走线并形成间隙的裸线8绕线印刷电路板，在该裸线绕线印刷电路板上还布置有接线端子5，微处理器控制系统通过绝缘导线6与上述接线端子电连接，微处理器控制系统通过片内或片外模数转换器采集潮湿度传感器电阻分压、微处理器控制系统通过控制MOS管的通断来控制舱体供电系统的通断，计算机处理系统则与微处理器控制系统上的串口相连接，优选的串口通讯为RS485方式，可以提高传输距离和通信稳定性。
在本实施例中，裸线绕线印刷电路板的四角各开一个固定孔7，在每一固定孔内均布置一个带垫圈2的紧定螺栓3以便将裸线绕线印刷电路板固定在舱体底板上，上述垫圈位于裸线绕线印刷电路板与舱体底板之间。
紧定螺栓的直径在2.5mm以内，垫圈的高度为4mm。
裸线绕线印刷电路板的裸线线宽0.254mm，间隙0.254mm。
绝缘导线为0.50平方毫米的绞合导线。
微处理器控制系统为STM32RCT6型单片机，MOS管为N沟道型。
模数转换器的分辨率不低于12位。
微处理器控制系统具有分压电阻，阻值1MΩ，并上拉至微处理器控制系统模拟供电电源。
本实施例还公开了一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置的使用方法，使用上述的装置，包括如下流程：
（1）主控制流程
步骤如图3所示，包括配置微处理器控制系统工作时钟的系统时钟初始化、模数转换器初始化、串口初始化、定时器初始化，设定定时器每隔2s进入一次中断，初始化完毕后启动定时器定时检测流程、水下仪器工作流程初始化、水下仪器工作流程，在进行水下仪器工作流程的过程中若接收到下述定时器定时检测流程发出的漏液报警标志，则保存当前工作进度并断电停机，以免水下仪器的电路板等元件因在漏液故障时仍处于上电状态而发生短路损坏；
（2）定时器定时检测流程
步骤如图4所示，在定时器进入中断时，微处理器控制系统通过模数转换器采集潮湿度传感器电阻分压，并与设定阈值进行比较，若高于阈值则不进行预警处理，若不高于阈值则判断是否采集异常，若非采集异常则通过串口向计算机处理系统发送预警信息、向上述主控制流程发出漏液报警标志。
在定时器定时检测流程中向计算机处理系统发送的预警信息包含潮湿度传感器电阻分压值，并提示其低于阈值的程度，方便操作人员根据数值进行相应处理。
Claims (10)
1.一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其特征在于：所述的装置包括安装在舱体底板上的潮湿度传感器，该潮湿度传感器为一无覆油，正负极交叉单面走线并形成间隙的裸线绕线印刷电路板，在该裸线绕线印刷电路板上还布置有接线端子，微处理器控制系统通过绝缘导线与上述接线端子电连接，微处理器控制系统通过片内或片外模数转换器采集潮湿度传感器电阻分压、微处理器控制系统通过控制MOS管的通断来控制舱体供电系统的通断，计算机处理系统则与微处理器控制系统上的串口相连接。
2.根据权利要求1所述的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其特征在于：裸线绕线印刷电路板的四角各开一个固定孔，在每一固定孔内均布置一个带垫圈的紧定螺栓以便将裸线绕线印刷电路板固定在舱体底板上，上述垫圈位于裸线绕线印刷电路板与舱体底板之间。
3.根据权利要求2所述的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其特征在于：紧定螺栓的直径在4mm以内，垫圈的高度为3—6mm。
4.根据权利要求1所述的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其特征在于：裸线绕线印刷电路板的裸线线宽0.2—0.5mm，间隙0.2—0.4mm。
5.根据权利要求1所述的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其特征在于：绝缘导线为0.2—1平方毫米的绞合导线。
6.根据权利要求1所述的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其特征在于：微处理器控制系统为STM32RCT6型单片机，MOS管为N沟道型。
7.根据权利要求1所述的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其特征在于：模数转换器的分辨率不低于12位。
8.根据权利要求1所述的水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置，其特征在于：微处理器控制系统具有分压电阻，阻值100kΩ—10MΩ，并上拉至微处理器控制系统模拟供电电源。
9.一种水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置的使用方法，使用权利要求1所述的装置，其特征在于，包括如下流程：
（1）主控制流程
配置微处理器控制系统工作时钟的系统时钟初始化、模数转换器初始化、串口初始化、定时器初始化，设定定时器每隔500ms—5s进入一次中断，初始化完毕后启动定时器定时检测流程、水下仪器工作流程初始化、水下仪器工作流程，在进行水下仪器工作流程的过程中若接收到下述定时器定时检测流程发出的漏液报警标志，则保存当前工作进度并断电停机；
（2）定时器定时检测流程
在定时器进入中断时，微处理器控制系统通过模数转换器采集潮湿度传感器电阻分压，并与设定阈值进行比较，若高于阈值则不进行预警处理，若不高于阈值则判断是否采集异常，若非采集异常则通过串口向计算机处理系统发送预警信息、向上述主控制流程发出漏液报警标志。
10.根据权利要求9所述水下仪器密封舱体漏液检测与预警装置的使用方法，其特征在于：在定时器定时检测流程中向计算机处理系统发送的预警信息包含潮湿度传感器电阻分压值，并提示其低于阈值的程度。
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