CN110356733A - 防爆信标及液体储存罐 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防爆信标及液体储存罐，涉及防爆技术领域，本发明提供的防爆信标包括信号传递组件、换能器、填充剂以及保护罩，保护罩与信号传递组件连接并与信号传递组件之间形成容纳腔，换能器设于容纳腔内且与信号传递组件连接，换能器用于将信号传递组件传递的电信号转换为声学信号并进行发射，填充剂填充满容纳腔以去除换能器与保护罩之间的空气。本发明提供的防爆信标中容纳腔内填充满了填充剂，去除了换能器与保护罩之间的空气，减少了声音传播的衰减，从而能发射更大的声音信号。

Description

防爆信标及液体储存罐
技术领域
本发明涉及防爆技术领域，尤其是涉及一种防爆信标及液体储存罐。
背景技术
随着电子技术的发展，石化工业中的液体储存罐、以及存放某些易燃易爆化学液体的大型罐体的检测从原来的人工来完成，逐渐变成由检测机器人来完成。检测要求也从原来必须要排空罐体、清洗后再进行检测，变成了无需排空罐体，直接在液体中进行检测即可。
使用无人机器人在罐体内进行工作，就需要对罐中机器人的位置进行精准定位，才能顺利完成罐体的检测工作。由于在液体介质中特殊使用环境以及安全因素考虑，使光学以及无线电波传感器的使用受到很大的限制，而声学导航设备在液体介质中具有独一无二的优势，可以同时满足定位的高精度及远距离要求，并能弥补因无线电波在液体介质中衰减快而不能用于定位的缺点，但是传统的防爆信标中声波信号衰减严重，无法发射较大的声音信号。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防爆信标，能够减少声音传播的衰减，发射更大的声音信号。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种防爆信标，包括信号传递组件、换能器、填充剂以及保护罩，所述保护罩与所述信号传递组件连接并与所述信号传递组件之间形成容纳腔，所述换能器设于所述容纳腔内且与所述信号传递组件连接，所述换能器用于将所述信号传递组件传递的电信号转换为声学信号并进行发射，所述填充剂填充满所述容纳腔以去除所述换能器与所述保护罩之间的空气。
进一步地，所述填充剂为超声耦合剂或者硫化胶。
进一步地，所述保护罩与所述信号传递组件之间通过胶体固定连接。
进一步地，所述保护罩与所述信号传递组件可拆卸连接。
进一步地，所述信号传递组件包括防爆外壳、电缆组件以及电路板，所述防爆外壳的两端分别与所述电缆组件和所述保护罩连接，所述电路板设于所述防爆外壳内，所述电缆组件和所述换能器均与所述电路板连接，所述电路板用于放大所述电缆组件传来的信号并驱动所述换能器发出声学信号。
进一步地，所述防爆外壳包括壳体、第一接头和第二接头，其中：
所述第一接头的一端与所述壳体的一端连接，另一端与所述保护罩连接；
所述第二接头与所述壳体的另一端连接，且所述第二接头上设有用于所述电缆组件穿过的通孔。
进一步地，所述电缆组件包括电缆本体以及套设于所述电缆本体上的填料函，所述电缆本体与所述电路板连接，所述填料函的端部与所述防爆外壳相抵。
进一步地，所述电缆本体外部包覆有绝缘层。
进一步地，所述绝缘层外部包覆有金属层，所述金属层用于避免所述电缆本体内部受到外界液体的腐蚀。
第二方面，本发明提供一种液体储存罐，包括本发明第一方面提供的防爆信标。
本发明提供的防爆信标及液体储存罐能产生如下有益效果：
在使用上述防爆信标时，信号传递组件将电信号传递至换能器，换能器将电信号转换为声学信号并进行发射，由于填充剂填充满了保护罩与信号传递组件之间的容纳腔，这使得换能器与保护罩之间不会存在空气。相对于现有技术来说，本发明第一方面提供的防爆信标中容纳腔内填充满了填充剂，去除了换能器与保护罩之间的空气，减少了声音传播的衰减，从而能发射更大的声音信号。
本发明第二方面提供的液体储存罐有本发明第一方面提供的防爆信标，从而具有本发明第一方面提供的防爆信标所具有的一切有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的防爆信标的正视图；
图2为本发明实施例提供的防爆信标的左视图；
图3为本发明实施例提供的防爆信标的局部剖视图；
图4为图3的A处局部放大示意图；
图5为图3的B处局部放大示意图。
图标：1－信号传递组件；11－防爆外壳；111－壳体；112－第一接头；113－第二接头；12－电缆组件；121－电缆本体；122－填料函；13－电路板；2－换能器；3－填充剂；4－保护罩；5－绝缘层；6－金属层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1为本发明实施例提供的防爆信标的正视图；图2为本发明实施例提供的防爆信标的左视图；图3为本发明实施例提供的防爆信标的局部剖视图；图4为图3的A处局部放大示意图；图5为图3的B处局部放大示意图。
本发明第一方面的实施例在于提供一种防爆信标，如图1至图4所示，包括信号传递组件1、换能器2、填充剂3以及保护罩4，保护罩4与信号传递组件1连接并与信号传递组件1之间形成容纳腔，换能器2设于容纳腔内且与信号传递组件1连接，换能器2用于将信号传递组件1传递的电信号转换为声学信号并进行发射，填充剂3填充满容纳腔以去除换能器2与保护罩4之间的空气。
在使用上述防爆信标时，信号传递组件将电信号传递至换能器，换能器将电信号转换为声学信号并进行发射，由于填充剂填充满了保护罩与信号传递组件之间的容纳腔，这使得换能器与保护罩之间不会存在空气。相对于现有技术来说，本发明第一方面的实施例提供的防爆信标中容纳腔内填充满了填充剂，去除了换能器与保护罩之间的空气，减少了声音传播的衰减，从而能发射更大的声音信号。
其中，换能器2为电声换能器，电声换能器接收传来的电信号，并转化为频率在20kHz－30kHz范围内，源级超过180dB的声信号。
在至少一个实施例中，电声换能器选用了压电陶瓷换能器，对其施加一个正弦电压信号驱动，可以通过逆压电效应使其产生振动。同时选用压电陶瓷换能器的中心频率为25kHz，带宽大于10kHz，从而使20kHz－30kHz频带的声信号发射时，都能获得较高的声源级。
另外，保护罩4由一定厚度的不锈钢制成，以保证保护罩4能够承受汽油爆炸产生的压力。其壁厚可以选用4－5mm。具体地，其壁厚可以为4mm、4.5mm、5mm。在至少一个实施例中，保护罩4的壁厚为4mm。
同时为了尽可能减少声信号通过所述防爆保护罩产生的衰减，在一些实施例中，防爆保护罩的内径仅比电声换能器外径大1.8－2.2mm，以减少声信号的传播衰减。具体地，防爆保护罩的内径仅比电声换能器外径大1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm。在至少一个实施例中，防爆保护罩的内径仅比电声换能器外径大2.0mm。
在一些实施例中，填充剂3可以为超声耦合剂，具体地，超声耦合剂为工业耦合剂，可以根据实际需要选择低粘度的工业耦合剂还是高粘度的工业耦合剂。
在另一些实施例中，填充剂3可以为硫化胶。
需要说明的是，保护罩4与信号传递组件1可以固定连接也可以为可拆卸连接。
在一些实施例中，为了使得保护罩4与信号传递组件1之间具有良好的密封性，保护罩4与信号传递组件1之间通过胶体固定连接，胶体能够填充保护罩4与信号传递组件1之间的空隙，避免外界液体通过保护罩4与信号传递组件1之间的空隙进入信号传递组件1内，影响信号传递组件1的正常工作，同时也避免两者之间存在空气间隙，进一步降低了声信号传播时的衰减。
其中，胶体可以为硫化胶、热熔胶等胶体。
在另一些实施例中，为了方便保护罩与信号传递组件1的拆装，保护罩4与信号传递组件1可拆卸连接。
具体地，保护罩4与信号传递组件1可以采用螺纹连接、卡接、螺钉连接等连接方式。在至少一个实施例中，保护罩4与信号传递组件1螺纹连接，保护罩4上设有用于与信号传递组件配合的内螺纹，信号传递组件1上设有用于与信号传递组件配合的外螺纹，为了使得保护罩4与信号传递组件1连接的更加牢固，保护罩4上设有通孔，信号传递组件1上设有螺纹孔，螺钉贯穿通孔旋入螺纹孔内。
在一些实施例中，如图3和图5所示，信号传递组件1包括防爆外壳11、电缆组件12以及电路板13，防爆外壳11的两端分别与电缆组件12和保护罩4连接，电路板13设于防爆外壳11内，电缆组件12和换能器2均与电路板13连接，具体地，电缆组件12和换能器2均与电路板13电连接，电路板13用于放大电缆组件12传来的信号并驱动换能器2发出声学信号。
在使用时，电缆组件向电子舱提供供电信号以及传输所需发射的电信号，电路板13放大电缆组件12传来的信号并驱动换能器2发出声学信号，换能器2将放大后的电信号转换成声学信号进行发射。在使用过程中，防爆外壳11能够对电路板13起到保护的作用。
其中，防爆外壳11由一定厚度的不锈钢制成，以保证防爆外壳11能够承受汽油爆炸产生的压力。防爆外壳11的壁厚可以选用4－5mm。具体地，其壁厚可以为4mm、4.5mm、5mm。在至少一个实施例中，防爆外壳11的壁厚为4mm。
其中，电路板13包括电信号放大电路，电路板13接收防爆电缆传来的电信号，经过放大后传给换能器2。在至少一个实施例中，电信号放大电路是一个差分运放放大电路。
在一些实施例中，如图3至5所示，为了方便防爆外壳11的两端与保护罩4和电缆组件12进行连接，防爆外壳11包括壳体111、第一接头112和第二接头113，其中：壳体111能够对电路板13进行保护；第一接头112的一端与壳体111的一端连接，另一端与保护罩4连接；第二接头113与壳体111的另一端连接，且第二接头113上设有用于电缆组件12穿过的通孔。
需要说明的是，第一接头112与壳体111之间可以为不可拆卸连接，也可以为可拆卸连接，第一接头112与保护罩4之间可以不可拆卸连接也可以为可拆卸连接。当第一接头112与壳体111不可拆卸连接时，第一接头112与壳体111之间可以通过硫化胶或者其他胶体固定连接；当第一接头112与壳体111可拆卸连接时，第一接头112与壳体111之间可以采用螺纹连接、卡接、螺钉连接等连接方式。第一接头112与保护罩4之间也可以具体采用以上几种连接方式。
在至少一个实施例中，如图4所示，第一接头112与壳体111之间螺纹连接，且第一接头112与壳体111之间还通过螺钉进行紧固；第一接头112与保护罩4之间螺纹连接，且第一接头112与保护罩4之间还通过螺钉进行紧固。
需要说明的是，第二接头113与壳体111之间可以为不可拆卸连接，也可以为可拆卸连接。当第二接头113与壳体111不可拆卸连接时，第二接头113与壳体111之间可以通过硫化胶或者其他胶体固定连接；当第二接头113与壳体111可拆卸连接时，第二接头113与壳体111之间可以采用螺纹连接、卡接、螺钉连接等连接方式。
在至少一个实施例中，如图5所示，第二接头113与壳体111之间螺纹连接，且第二接头113与壳体111之间还通过螺钉进行紧固。
在一些实施例中，如图5所示，电缆组件12包括电缆本体121以及套设于电缆本体121上的填料函122，电缆本体121与电路板13连接，填料函122的端部与防爆外壳11相抵，以避免外界液体自电缆本体121与防爆外壳11之间的缝隙进入防爆外壳11内，保证防爆外壳11内的电路板13能够正常工作。
其中，电缆本体121包括至少四根与电路板13电连接的电缆，两根电缆用于为电路板13提供直流的供电电源，两根电缆用于为电路板13提供要发射的交流电信号，实现外部获取电能和电信号，避免了高能电池的使用，增加了信标使用中的安全性。
另外，各个电缆可以是一种本安电缆，通过限制电缆本体121的工作电流，使其不会因为短路或其他原因引起火花导致爆炸。电缆本体121中传输电流小于100mA，属于IA级别。
其中，填料函122主要由填料、水封环、填料筒、填料压盖、水封管组成，防止外界液体通过电缆本体121与防爆外壳11之间的缝隙进入防爆外壳11，其内部填料可以为纤维织物、橡胶、工程塑料和金属材料等。
在一些实施例中，为了提高在危险环境中的安全性，电缆本体121外部包覆有绝缘层5。
在一些实施例中，绝缘层5外部还包覆有金属层6，金属层6用于避免电缆本体121内部受到外界液体的腐蚀，提升电缆的隔爆性能。
本发明第二方面的实施例提供一种液体储存罐，本发明第二方面的实施例提供的液体储存罐包括上述防爆信标。
本发明第二方面的实施例提供的液体储存罐有本发明第一方面的实施例提供的防爆信标，从而具有本发明第一方面的实施例提供的防爆信标所具有的一切有益效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种防爆信标，其特征在于，包括信号传递组件(1)、换能器(2)、填充剂(3)以及保护罩(4)，所述保护罩(4)与所述信号传递组件(1)连接并与所述信号传递组件(1)之间形成容纳腔，所述换能器(2)设于所述容纳腔内且与所述信号传递组件(1)连接，所述换能器(2)用于将所述信号传递组件(1)传递的电信号转换为声学信号并进行发射，所述填充剂(3)填充满所述容纳腔以去除所述换能器(2)与所述保护罩(4)之间的空气。
2.根据权利要求1所述的防爆信标，其特征在于，所述填充剂(3)为超声耦合剂或者硫化胶。
3.根据权利要求1所述的防爆信标，其特征在于，所述保护罩(4)与所述信号传递组件(1)之间通过胶体固定连接。
4.根据权利要求1所述的防爆信标，其特征在于，所述保护罩(4)与所述信号传递组件(1)可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的防爆信标，其特征在于，所述信号传递组件(1)包括防爆外壳(11)、电缆组件(12)以及电路板(13)，所述防爆外壳(11)的两端分别与所述电缆组件(12)和所述保护罩(4)连接，所述电路板(13)设于所述防爆外壳(11)内，所述电缆组件(12)和所述换能器(2)均与所述电路板(13)连接，所述电路板(13)用于放大所述电缆组件(12)传来的信号并驱动所述换能器(2)发出声学信号。
6.根据权利要求5所述的防爆信标，其特征在于，所述防爆外壳(11)包括壳体(111)、第一接头(112)和第二接头(113)，其中：
所述第一接头(112)的一端与所述壳体(111)的一端连接，另一端与所述保护罩(4)连接；
所述第二接头(113)与所述壳体(111)的另一端连接，且所述第二接头(113)上设有用于所述电缆组件(12)穿过的通孔。
7.根据权利要求5所述的防爆信标，其特征在于，所述电缆组件(12)包括电缆本体(121)以及套设于所述电缆本体(121)上的填料函(122)，所述电缆本体(121)与所述电路板(13)连接，所述填料函(122)的端部与所述防爆外壳(11)相抵。
8.根据权利要求7所述的防爆信标，其特征在于，所述电缆本体(121)外部包覆有绝缘层(5)。
9.根据权利要求8所述的防爆信标，其特征在于，所述绝缘层(5)外部包覆有金属层(6)，所述金属层(6)用于避免所述电缆本体(121)内部受到外界液体的腐蚀。
10.一种液体储存罐，其特征在于，包括如权利要求1－9任一项所述的防爆信标。
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WO2021133199A1 (ru) * 2019-12-27 2021-07-01 Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" Радиомаяк для локального позиционирования подвижных объектов

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