CN114001859A - 潜水型压力表及水压监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潜水型压力表，该潜水型压力表包括用于感测待测压部位的压力并转化为电信号、传输到潜水型压力表外部的压力传感单元，和用于检测所述潜水型压力表泄漏的泄漏检测单元。本发明还公开了一种水压监测系统和水压监测方法。本发明的技术方案不仅可以灵活准确地采集水下压力，而且可以及时检测到潜水型压力表的表体泄漏并报警，因此非常适用于对水下压力高效监测的场景。

Description

潜水型压力表及水压监测系统和方法

技术领域

本发明涉及压力监测领域，尤其涉及潜水型压力表及水压监测系统和方法。

背景技术

在监测领域，尤其是水下监测领域，压力表是测压测深的常用仪器，可为保障舰船在水下安全航行提供重要参数。

目前，实际中应用的水下压力表，多为压力表通过表内敏感元件(波登管、膜盒、波纹管)的弹性形变引起指针转动来显示压力，测量时存在数值需要估读、误差较大、震动后有误差等缺点，同时海洋水纹环境极其复杂，很容易对潜水压力仪表的壳体造成腐蚀从而渗漏。随着时间的推移，渗漏的海水会对仪表内部的电子部件造成损坏，如未能及时检测到并更换，则会给舰船在水下航行带来安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种潜水型压力表、水压监测系统及水压监测方法，解决了现有技术中使用潜水型压力表准确测压及表体的泄漏检测问题。

为达到上述目的，本发明提出以下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种潜水型压力表，包括：压力传感单元，用于感测待测压部位的压力并转化为电信号、传输到潜水型压力表外部；和泄漏检测单元，用于检测所述潜水型压力表的泄漏。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，所述泄漏检测单元设计为绝缘测试单元，用于从该绝缘测试单元测到的绝缘阻值判断潜水型压力表内泄漏与否。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，所述压力传感单元和绝缘测试单元设置于一个密封腔室内，该密封腔室包括相互密封连接的底板和筒体。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，所述潜水型压力表还包括潜水电连接器，用于所述压力传感单元和/或绝缘测试单元与外部的信号连通。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，所述压力传感单元包括压力传感器，该压力传感器测压管与所述底板的中心孔相连通。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，所述压力传感器设有两个接线端子，该接线端子分别通过信号线与所述潜水电连接器的两个内部接线端子连接。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，潜水电连接器采用插头插入插座的连接方式。优选地，采用中航光电的SM30T5K-S-18型号的插头和SM30GZ5Z-01S型号的插座。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，所述绝缘测试单元包括固定在所述底板上的绝缘体和直接固定在该绝缘体上的第一金属螺钉，所述绝缘测试单元还包括直接固定在底板上的第二金属螺钉，所述第一和第二金属螺钉分别通过金属导线与所述潜水电连接器两个另外的内部接线端子连接。第一和第二金属螺钉之间的绝缘阻值用于判断潜水型压力表内泄漏与否。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，所述底板上设置有一容纳槽，在该容纳槽内嵌入所述绝缘体，所述绝缘体为非导电四氟材质。

在根据本发明的潜水型压力表中，可选地，所述底板、筒体、压力传感器的测压口均采用金属钛材，可以提高耐海水腐蚀强度。

根据本发明的另一个方面，提供了一种水压监测系统，包括：上述的潜水型压力表；压力信号接收仪，用于从潜水型压力表接收压力信号；和绝缘报警仪，用于通过测试潜水型压力表内的绝缘阻值来判断泄漏与否。

潜水型压力表的水压监测工作原理为：

表内压力传感器通过壳体测压口采集压力并转换为电信号，再通过潜水电连接器把电信号传递给控制室，即可实现实时监测水压；

根据液体压强公式P＝ρgh，在已知液体密度ρ、重力加速度g(常量)和水压P(潜水型压力表测得)的情况下，可推算出潜水型压力表(舰船)所处的深度，即可实现实时监测水深。

潜水型压力表或水压监测系统的泄漏检测工作原理为：通过检测壳体底板上的绝缘体端子(第一金属螺钉)和金属外壳(第二金属螺钉)之间的绝缘阻值、并将信号实时传递给绝缘报警仪，根据潜水型压力表的绝缘阻值的大小来判断是否漏水。

在根据本发明的水压监测系统中，可选地，压力接收仪和绝缘报警仪通常放置于舰船控制室内，其中压力信号接收仪通常由可编程控制器件(PLC)或分布式控制系统(DCS)组成。

在根据本发明的水压监测系统中，可选地，所述压力信号接收仪通过所述潜水电连接器与所述压力传感器相连接，和/或，所述绝缘报警仪通过所述潜水电连接器与所述绝缘测试单元相连接。

根据本发明的再一个方面，提供了一种水压监测方法，采用上述的水压监测系统，其中，在压力信号接收仪端，从所述潜水型压力表实时接收压力电信号；在绝缘报警仪端，实时检测潜水型压力表内的绝缘阻值：

-当检测到的绝缘阻值大于100兆欧时，绝缘报警仪持续监控；

-当检测到的绝缘阻值小于等于100兆欧时，绝缘报警仪报警。

绝缘报警仪报警后，即可在潜水型压力仪表损坏之前做出预判，及时更换新的仪表，以免造成安全损失。

与现有技术相比，本发明所提出的潜水型压力表、水压监测系统及方法，不仅可以灵活准确的采集水下压力，而且可以及时检测到潜水型压力表的表体泄漏并报警，因此非常适用于对水下压力及水深高效监测的场景。

附图说明

图1为本发明一个实施例的潜水型压力表的内部结构及其与外部信号连通的示意图。

图2为本发明的水压监测系统的工作流程图。

图3为图1中的潜水型压力表中有漏液的示意图。

附图标记列表：

1底板，2绝缘体，3、3’金属螺钉，4压力传感器，5筒体，6第一连接线，6’第二连接线，7潜水电连接器，8接线端子，9绝缘报警仪，10压力信号接收仪。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅涉及本发明的一部分实施形式，而非全部的实施形式。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在无需做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”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”以及它们的任何变换措辞，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、产品或设备并不局限于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有具体列出的步骤或单元，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。本领域技术人员应理解的是，在本申请说明书和权利要求书的描述当中，某些术语所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系而言的，其仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而非表示或暗示所指的装置、机构、结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施形式中。在说明书中的各个位置出现该措辞并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

图1示出了本发明一个实施例的潜水型压力表。该潜水型压力表包括壳体、潜水电连接器7、以及在壳体内部设置的压力传感器4、绝缘体2和金属螺钉3、3’。

壳体是一个焊接密封腔体，可以固定安装在舰船的平台上。壳体1包括底板1和筒体5，在该壳体中设置有压力传感器4和潜水电连接器7。压力传感器4的测压管和底板1的中心孔密封地连接。压力传感器4上部设置有两个接线端子8，其分别通过信号线6’与潜水电连接器7的两个压力信号用的内部接线端子连接。潜水电连接器7与筒体5上部的中心孔密封地连接。底板1上平面设置有一圆柱槽，其内部嵌入绝缘体2。绝缘体2一般为非导电四氟材质。在绝缘体2上在设置一金属螺钉3，其通过金属导线6连接至潜水电连接器7的一个泄漏信号用的内部接线端子。底板1上平面再设置一金属螺钉3’，其通过另一金属导线6连接至潜水电连接器7的另一个泄漏信号用的内部接线端子。

在该实施例中，压力传感器4感测待测压部位的压力并转化为电信号、传输到潜水型压力表外部。

在图1中所示的潜水型压力表中，通过压力传感器实现测压功能。在此，潜水电连接器7的外部信号端子分别通过信号线依次连接至外部、例如连接至设置在舰船控制室中的压力信号接收仪10和绝缘报警仪9，由此形成了水压监测系统，其不仅具有水下测压功能，而且具有在线检测壳体泄漏的功能。

在图1所示的实施例中，压力信号接收仪10可以设计为可编程控制器件(PLC)或分布式控制系统(DCS)。

值得注意的是，在图1中所示的实施例中，潜水型压力表、压力信号接收仪10和绝缘报警仪9之间的信号通信，采用的是有线信号连接。在其他的实施例中，还可以采用无线通信模式实现信号的收发。

特别适宜的是，所述水压监测系统视具体需求和硬件设置，还可以包含显示终端及分析软件，用于实时监测并预警待测压部位的压力变化。

图2示出了水压监测系统的工作流程图，该水压监测系统包括上述的潜水型压力表、压力信号接收仪10和绝缘报警仪9，它们之间的连接方式如图1所示。

在压力信号接收仪端，从所述潜水型压力表实时接收压力电信号；在绝缘报警仪端，实时检测潜水型压力表的绝缘阻值：

-当检测到的绝缘阻值大于100兆欧时，绝缘报警仪持续监控；

-当检测到的绝缘阻值小于等于100兆欧时，绝缘报警仪报警。

壳体无泄漏情况

如图1所示，潜水型压力表内有没有漏液，由于第一金属螺钉3设置于绝缘体4上，因此第一和第二金属螺钉3、3’之间的绝缘电阻理论上为无穷大，当绝缘报警仪9在监控端通过潜水电连接器7连接到第一和第二金属螺钉3、3’，测试得到它们之间的绝缘电阻大于100兆欧时，则表明壳体无泄漏、继续处于监测状态。

壳体有泄漏情况

如图3所示，潜水型压力表内有漏液，第一和第二金属螺钉3、3’则经由其金属导线6、6’通过漏液导通，导致潜水型压力表内绝缘阻值小于或等于100兆欧，当绝缘报警仪监控到这一绝缘阻值时则表明壳体有泄漏、立刻报警。

上面实施例中是通过检测潜水型压力表的绝缘阻值的大小来判断是否漏水。在其他的实施例中，也可以通过检测潜水型压力表内部的湿度大小变化来判断是否漏水。

以上关于实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。当然，对于本领域普通技术人员来说，依据本发明的思想，可以对所描述的具体实施例做出各种修改或补充或者采用类似的方式替代，而并不偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (11)

1.一种潜水型压力表，其特征在于，该潜水型压力表包括：

压力传感单元，用于感测待测压部位的压力并转化为电信号、传输到潜水型压力表外部；和

泄漏检测单元，用于检测所述潜水型压力表的泄漏。

2.根据权利要求1所述的潜水型压力表，其特征在于，所述泄漏检测单元设计为绝缘测试单元，用于从该绝缘测试单元测到的绝缘阻值判断潜水型压力表内泄漏与否。

3.根据权利要求2所述的潜水型压力表，其特征在于，所述压力传感单元和绝缘测试单元设置于一个密封腔室内，该密封腔室包括相互密封连接的底板(1)和筒体(5)。

4.根据权利要求3所述的潜水型压力表，其特征在于，所述潜水型压力表还包括潜水电连接器(7)，用于所述压力传感单元和/或绝缘测试单元与外部的信号连通。

5.根据权利要求3所述的潜水型压力表，其特征在于，所述压力传感单元包括压力传感器(4)，该压力传感器测压管与所述底板(1)的中心孔相连通。

6.根据权利要求5所述的潜水型压力表，其特征在于，所述压力传感器(4)设有两个接线端子(8)，该接线端子通过信号线(6’、6’)与所述潜水电连接器(7)的两个内部接线端子连接。

7.根据权利要求4所述的潜水型压力表，其特征在于，所述绝缘测试单元包括固定在所述底板(1)上的绝缘体(2)和直接固定在该绝缘体上的第一金属螺钉(3)，所述绝缘测试单元还包括直接固定在底板(1)上的第二金属螺钉(3’)，所述第一和第二金属螺钉(3、3’)分别通过金属导线(6、6)与所述潜水电连接器(7)的两个另外的内部接线端子连接。

8.根据权利要求7所述的潜水型压力表，其特征在于，所述底板上设置有一容纳槽，在该容纳槽内嵌入所述绝缘体(2)，和/或，所述绝缘体(2)为非导电四氟材质，所述底板(1)、筒体(5)、压力传感器(4)的测压口均采用金属钛材。

9.一种水压监测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-8中任一项所述的潜水型压力表；

压力信号接收仪(10)，用于从潜水型压力表接收压力信号；和

绝缘报警仪(9)，用于通过测试潜水型压力表内的绝缘阻值来判断泄漏与否。

10.根据权利要求9所述的水压监测系统，其特征在于，所述压力信号接收仪(10)通过所述潜水电连接器(7)与所述压力传感器(4)相连接，和/或，所述绝缘报警仪(9)通过所述潜水电连接器(7)与所述绝缘测试单元相连接。

11.一种水压监测方法，其特征在于，使用根据权利要求9-10中任一项所述的水压监测系统，其中，

在压力信号接收仪(10)端，从所述潜水型压力表实时接收压力电信号；

在绝缘报警仪(9)端，实时检测潜水型压力表的绝缘阻值：

-当检测到的绝缘阻值大于100兆欧时，绝缘报警仪持续监控；

-当检测到的绝缘阻值小于等于100兆欧时，绝缘报警仪报警。

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