CN113276438B - 一种液位检测传感器组件及其制作方法以及一种水下设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种液位检测传感器组件及其制作方法以及一种水下设备。所述液位检测传感器组件的制作方法，包括：对置于恒温箱的模具中的脱模原料加热固化，以得到液位检测传感器组件的外壳和顶盖；连接水密头与顶盖；连接液位检测传感器与水密头；连接并灌封外壳与顶盖；将灌封完成的外壳与顶盖加热固化，得到液位检测传感器组件。

Description

一种液位检测传感器组件及其制作方法以及一种水下设备

技术领域

本申请涉及水下设备领域，具体而言，涉及一种用于深水作业的液位检测传感器组件及其制作方法以及一种水下设备。

背景技术

用于水下设备的液位检测传感器一般分为两种：一种是接触式液位检测传感器，通过液位检测传感器与水的是否接触来判断所搭载设备是否入水；另一种是非接触式液位检测传感器，无需与水接触即可检测所搭载设备是否入水。

接触式液位检测传感器外端一般设置有插件，设备下水后，插件与水接触后传出入水信号，设备上各项程序接到信号后进入工作状态。但插件长时间在水下作业，容易被海水腐蚀，存在密封性不好、不能及时传递入水信号等问题。

非接触式液位检测传感器虽无需与水接触。但是，非接触式液位检测传感器只能透过非金属材质才能检测到外部液位，而水下作业设备由于需要承受较大压强一般都为金属材质，因此无法将非接触式液位检测传感器放置于水下作业设备内部。

非接触式液位检测传感器外壳一般为塑料材质，如若将非接触式液位检测传感器安装到水下设备的外部，塑料材质的壳体又无法满足深水作业时需要的强度要求。而且，非接触式液位检测传感器的壳体常用不同的材质注塑而成，例如，利用多种热固性材料制作而成的非接触式液位检测传感器的组件。不同的材质在承受较大压强时由于热胀系数和收缩率的不同，当承受的压强越来越大时，可能会产生壳体的破裂而漏水，导致非接触式液位检测传感器密封性和可靠性降低。目前热固性塑料材质制成的非接触式液位检测传感器壳体最高能承受的水深不足1000米，甚至不足300米，不能满足深水作业的需求，无法应用在深水作业环境中。

在所述背景技术部分，公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术信息。

发明内容

本申请旨在提供一种用于深水作业的液位检测传感器组件及其制作方法以及一种水下设备。

根据本申请的一方面，提供一种用于深水作业的液位检测传感器组件的制作方法。

该方法可以包括以下步骤：加热固化脱模原料，以得到液位检测传感器组件的外壳和顶盖，其中，脱模原料是对制备材料作固化处理得到的，脱模原料设置于模具中且模具置于恒温箱内，外壳包括外壳定位槽，顶盖包括顶盖定位槽和顶盖中心孔；将水密头的下端穿过顶盖中心孔，并与顶盖固定；将液位检测传感器设置于顶盖的下方且与水密头连接；将液位检测传感器置于外壳中，以使得外壳定位槽与顶盖定位槽啮合，且使得外壳与顶盖接触端中心两侧形成注入口；将灌封材料从注入口注入进行灌封，直至注入的灌封材料上表面与顶盖持平；将灌封完成的外壳置于恒温箱中加热固化，得到液位检测传感器组件。该方法中，制备材料与灌封材料均为环氧树脂，或者制备材料与灌封材料均为丙烯酸酯。

根据本申请的一些实施例，在将模具置于恒温箱之前将脱模原料均匀的涂抹在模具内表面。

根据本申请的一些实施例，外壳设置有外壳固定孔，顶盖设置有顶盖固定孔，外壳固定孔与顶盖固定孔尺寸相同。

根据本申请的一些实施例，在将模具置于恒温箱之前，包括在脱模原料中掺杂玻璃纤维。

根据本申请的另一方面，还涉及一种包括如上所述的方法制备的用于深水作业的液位检测传感器组件。

根据本申请的另一方面，还涉及一种水下设备，包括如上所述的用于深水作业的液位检测传感器组件。

根据本申请实施例技术方案提供的液位检测传感器组件可以搭载在水下作业设备的外部，用于检测所述设备是否入水，方便设备后期的作业。本申请实施例所提供的液位检测传感器组件的外壳、顶盖、灌封材料均是环氧树脂或者丙烯酸酯，这种材质一体的制作方法使液位检测传感器组件具有非常良好的耐压性和密封性，因此避免了现有技术中不同材质的热胀系数和收缩率不同导致产品漏水甚至损坏的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。

图1示出根据一示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件的制作方法流程图；

图2示出根据—示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件外壳的示意图；

图3a示出根据—示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件顶盖的俯视示意图；

图3b示出根据—示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件顶盖的仰视示意图；

图4示出根据一示例性实施例的水密头结构示意图；

图5示出根据—示例性实施例的水密头与顶盖结合的示意图；

图6示出根据一示例性实施例的液位检测传感器与水密头结合的示意图；

图7a示出根据一示例性实施例图6所示的相结合的液位检测传感器和水密头与外壳的示意图；

图7b示出根据一示例性实施例图6所示的相结合的液位检测传感器和水密头与外壳结合示意图；

图8a、8b示出根据一示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件的示意图。

附图标号说明：

外壳10；外壳定位槽101；外壳固定孔102；顶盖20；顶盖定位槽201；顶盖固定孔202；顶盖中心孔203；突出部204；水密头30；螺母301；密封圈302；液位检测传感器40；注入口50。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本申请提供一种用于深水作业的液位检测传感器组件及其制作方法以及一种水下设备。

图1示出根据一示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件的制作方法流程图；图2示出根据—示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件外壳的示意图；图3a示出根据—示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件顶盖的俯视示意图；图3b示出根据—示例性实施例的用于深水作业的液位检测传感器组件顶盖的仰视示意图。

参见图1-图3a、3b，根据示例实施例，用于深水作业的液位检测传感器组件的制作方法包括步骤S100-S500。在S100中，对置于恒温箱中的模具中的脱模原料加热固化，以得到液位检测传感器组件的外壳10和顶盖20。

例如，在S100中，将选定的模具清洁并干燥，在模具上喷涂脱模剂，已便于后期的脱模。选取制备材料，对制备材料进行固化处理，固化处理过程包括：在制备材料中添加固化剂，混合均匀后抽真空处理，从而得到脱模原料。

制备材料可以为环氧树脂或者丙烯酸酯。为了描述方便，以下采用环氧树脂为制备材料为例进行描述。

将所得到的脱模原料置于制作外壳的模具中，并将模具合在一起。将模具放入恒温箱中加热固化，固化完成后取出模具作脱模处理，得到外壳10，参见图2。同样的方式，利用顶盖的模具可以得到顶盖20。

在S100中，所得到的外壳10的厚度是均匀一致的，这样可以保证液位检测传感器组件在水下作业时，当液位检测传感器40紧贴外壳10的底部，液位检测传感器40与水的距离均匀一致，从而能够保证液位检测传感器40的检测精确度。

在本示例实施例中，参见图2和图3a、3b，在S100中得到的外壳10包括外壳定位槽101和外壳固定孔102；在S100中得到的顶盖20包括顶盖定位槽201、顶盖固定孔202、顶盖中心孔203和突出部204。外壳定位槽101和顶盖定位槽201尺寸相同，且两者可以啮合在一起，从而连接外壳10和顶盖20。当外壳10与顶盖20连接时，突出部204置于外壳10的内部，防止了顶盖20的移动。外壳固定孔102和顶盖固定孔202尺寸相同，当外壳10与顶盖20结合时，两者叠合，形成一个通孔，方便后期将液位检测传感器组件固定于水下作业设备上。

可选地，在将模具置于恒温箱之前，还可将脱模原料均匀的涂抹在模具内表面。将脱模原料均匀的涂抹在模具内表面，可以保证制作出的液位检测传感器组件外壳10和顶盖20的表面是光滑平整的。这样便于当液位检测传感器组件外壳10与顶盖20、顶盖20与水密头30能够更紧贴的结合，增加液位检测传感器组件的密封性。

可选地，在对添加有固化剂的环氧树脂抽真空处理后，还可以加入玻璃纤维进行混合。玻璃纤维是一种无机非金属材料，有良好的绝缘性、耐热性、抗腐蚀性。在环氧树脂中加入玻璃纤维可以改变环氧树脂的电学性能，可以使环氧树脂在具有更高强度可以承受较大的压强，增加环氧树脂的耐腐性性。这样制成的液位检测传感器在深水作业时不仅能够承受巨大压强，也很好的解决了现有技术中热固性塑料材质不耐腐蚀的问题，从而使环氧树脂材质能够更好的应用在深水作业设备中。

在S100中得到液位检测传感器组件的外壳10和顶盖20后，在S200中，将水密头30的下端穿过顶盖20的顶盖中心孔203，并与顶盖20固定。

图4示出根据一示例性实施例的水密头结构示意图。图5示出根据—示例性实施例的水密头与顶盖结合的示意图。参见图4和图5，水密头30包括：螺母301，密封圈302。

例如，在S200中，将水密头30的下端穿过顶盖20的顶盖中心孔203，并用螺母301对水密头30的上下部分固定。螺母301分别设置在顶盖20的上部和下部，对水密头30进行紧固。水密头30还设置有密封圈302，该密封圈302与顶盖20接触。由于顶盖20的表面是光滑的，通过螺母301对顶盖20与水密头30进行紧张固定，使密封圈302与顶盖20很好的贴合，可以起到良好的防水、防微渗漏的作用。

在S300中，连接液位检测传感器40与水密头30，将液位检测传感器40设置于顶盖20的下方，且液位检测传感器40的引线与水密头30的引线连接，参见图6。其中，水密头30的引线设置在水密头30的下端，液位检测传感器40的引线设置在液位检测传感器40的上平面。

例如，在S300中，将固定好顶盖20的水密头30的引线与液位检测传感器40的引线一一对应连接，并通过焊接方式固定。

在S400中，将液位检测传感器40置于外壳10中，以使得外壳定位槽101与顶盖定位槽201啮合，且使得外壳10与顶盖20接触端中心两侧形成注入口50。

图7a示出根据一示例性实施例图6所示的相结合的液位检测传感器和水密头与外壳的示意图；图7b示出根据一示例性实施例图6所示的相结合的液位检测传感器和水密头与外壳结合示意图。

例如，参见图7a，在S400中，将在S300中得到的顶盖20的下端（即带有液位检测传感器40的一端）平稳的放入外壳10的底部，使外壳定位槽101与顶盖定位槽201啮合。

顶盖20的中心部位设置有向下突出的突出部204，顶盖20的顶盖中心孔203贯通突出部204。当外壳定位槽101与顶盖定位槽201啮合时，顶盖的突出部204置入外壳10的内部，以起到固定顶盖，防止顶盖移动的作用。

在S500中，将灌封材料从注入口50注入到外壳10中以进行灌封，直至注入的灌封材料上表面与顶盖20持平。

例如，在S500中将环氧树脂从注入口50注入，直至环氧树脂上表面与顶盖20持平。将灌封好的外壳10作真空处理，防止气泡的产生。

将灌封完成且作过真空处理的外壳10放入恒温箱中加热固化，得到用于深水作业的液位检测传感器组件，参见图8a、8b示出的用于深水作业的液位检测传感器组件的示意图。

值得注意的是，在本申请的各实施例中，制备材料与灌封材料均为环氧树脂；或者制备材料与灌封材料均为丙烯酸酯。

环氧树脂是一种高分子聚合物，是一种热固性树脂。环氧树脂具有优良的物理机械和电绝缘性能，对于金属材料和非金属材料以及热固性塑料都具有良好的粘接性能，且环氧树脂在工业工艺上的应用的具有高度的灵活性。

环氧树脂在经过固化处理后会生成网状结构，可提高环氧树脂的冲击强度和抗剥性能，使环氧树脂变成坚韧的固体，可以承受深水作业面临的较大压强。

本申请提供的液位检测传感器组件包括外壳10、顶盖20、水密头30、液位检测传感器40。制作液位检测传感器组件的外壳10和顶盖20的制备材料，灌封外壳10与顶盖20的灌封材料均为环氧树脂或者均为丙烯酸酯。

由此可知，本申请提供的液位检测传感器组件为同一种材质（环氧树脂或者丙烯酸酯）制成，这样材质一体的制作方法保证了液位检测传感器组件在深水作业时具有更好的稳定性，解决了现有技术中不同材质制成的液位检测传感器外壳在水下作业时，由于不同材质的热胀系数和收缩率不同导致产品密封性下降的问题。因此，本申请所提供的液位检测传感器组件具有良好的耐压性、密封性、和防漏性，且结构简单，成本低廉，极其适合工业批量生产。

本申请实施例提供的用于深水作业的液位检测传感器组件可搭载在水下作业设备外部，例如水下机器人（ROV）、水下自航器（AUV）、水下滑翔机（AUG）等水下作业设备。现有技术中的水下作业入水检测设备水下作业深度最高不足300米，而本申请实施例提供的液位检测传感器组件可以进入深水环境中作业。制备材料与灌封材料均为环氧树脂或均为丙烯酸酯的情况下，则水下作业深度至少为1000米，最深可高达4000米。

最后应说明的是，以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于深水作业的液位检测传感器组件的制作方法，其特征在于，包括：

加热固化脱模原料，以得到所述液位检测传感器组件的外壳和顶盖，其中，所述脱模原料是对制备材料作固化处理得到的，所述固化处理包括：在所述制备材料中添加固化剂，混合均匀后抽真空处理；所述脱模原料设置于模具中且所述模具置于恒温箱内，所述外壳包括外壳定位槽，所述顶盖包括顶盖定位槽和顶盖中心孔；

将水密头的下端穿过所述顶盖中心孔，并与所述顶盖固定；

将液位检测传感器设置于所述顶盖的下方且与所述水密头连接；

将所述液位检测传感器置于所述外壳中，以使得所述外壳定位槽与所述顶盖定位槽啮合，且使得所述外壳与所述顶盖接触端中心两侧形成注入口；

将灌封材料从所述注入口注入进行灌封，直至注入的所述灌封材料上表面与所述顶盖持平；

将灌封完成的所述外壳置于恒温箱中加热固化，得到所述液位检测传感器组件；

其中，所述制备材料与所述灌封材料均为环氧树脂，或者所述制备材料与所述灌封材料均为丙烯酸酯。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在将所述模具置于所述恒温箱之前，所述制作方法还包括：

将所述脱模原料均匀的涂抹在模具内表面。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述加热固化脱模原料得到所述液位检测传感器组件的外壳设置有外壳固定孔，得到的顶盖设置有顶盖固定孔，所述外壳固定孔与所述顶盖固定孔尺寸相同。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在将所述模具置于所述恒温箱之前，所述制作方法还包括：

在所述脱模原料中掺杂玻璃纤维。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述加热固化脱模原料得到的所述液位检测传感器组件的顶盖的中心部位向下突出形成突出部。

6.一种由权利要求1-5中任一所述的制作方法制备的用于深水作业的液位检测传感器组件。

7.一种水下设备，其特征在于，包括：搭载有由权利要求6所述的用于深水作业的液位检测传感器组件。

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