CN114966139B - 水听器用阻抗匹配器参数测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水听器技术领域，具体涉及一种水听器用阻抗匹配器参数测量装置，其解决了现有阻抗匹配器在人工手动测试参数时效率低下、频繁更换测试端子易出错的技术问题，其包括测试机架单元、测试座单元、移动下压单元、缓冲器、测试控制单元，测试机架单元包括机架底板、机架立板、两个侧板、上盖板、后盖板、缓冲器、两个按钮固定块、两个按钮开关，测试座单元包括探针板、测试板、四个压簧、两个竖块和两个限位块，移动下压单元包括测试压板、移动板、连接板、两个支撑板、线轨和滑台，本发明安全性能高、可防呆操作、可自动完成逐项参数测试、不对阻抗匹配器本身造成性能影响。

Description

水听器用阻抗匹配器参数测量装置

技术领域

本发明涉及水听器技术领域，具体而言，涉及一种水听器用阻抗匹配器参数测量装置。

背景技术

水听器作为一种能够将水压压力信号转换为电信号的产品，已经大量应用于工业生产中，尤其在海洋油气资源勘探应用中也得到了应用和推广。

水听器，尤其是无源型水听器，要实现将压电晶体接收到的压力变化信息转换为能远距离输出的电信号，就要进行机械能向电能的转换，而且要将高阻抗的电荷量信号转换为低阻抗的电压量信号，才能较为有效地被外接仪器所接收，这里面就需要用到阻抗匹配器。

阻抗匹配器，一般由两个缠绕初级、次级线圈的骨架和厚度很薄的铁镍合金片组成，初级线圈的漆包线直径为0.03-0.06mm，次级线圈的漆包线直径为0.10-0.15mm，生产制造阻抗匹配器的过程中，组装好后的阻抗匹配器在完成浸漆后，软磁镍片叠层也不能出现磕碰或受压，否则会造成阻抗匹配器电感参数的急剧变化；此外，漆包线直径很细，一旦意外断开将会造成整个阻抗匹配器无法修复而报废，因此对阻抗匹配器的测试环节需要格外注意。另外，目前针对阻抗匹配器的初级电阻、次级电阻、初级电感、初次级线圈匝比等参数的测试主要是手动进行，操作人员使用LCR测试仪的两个表笔接触阻抗匹配器的引线端子，由于要在不同的端子之间进行切换，容易出现混淆或接触错误，人工手动测试效率很低。

发明内容

本发明就是要解决现有阻抗匹配器在人工手动测试参数时效率低下、频繁更换测试端子易出错的技术问题，提供一种安全性能高、可防呆操作、可自动完成逐项参数测试、不对阻抗匹配器本身造成性能影响的水听器用阻抗匹配器参数测量装置。

本发明提供一种水听器用阻抗匹配器参数测量装置，包括测试机架单元、测试座单元、移动下压单元、缓冲器、测试控制单元；

测试机架单元包括机架底板、机架立板、两个侧板、上盖板、后盖板、缓冲器、两个按钮固定块、两个按钮开关，机架立板与机架底板固定连接，两个侧板分别与机架底板的两侧固定连接，后盖板的两侧分别与两个侧板固定连接，上盖板的两侧分别与两个侧板的顶部固定连接；两个按钮固定块固定在机架底板的两侧，两个按钮开关分别固定连接在两个按钮固定块上；

测试座单元包括探针板、测试板、四个压簧、两个竖块和两个限位块，探针板与两个竖块固定连接，探针板的四个角设有四个下圆形凹坑，测试板的四个角设有四个上圆形凹坑，压簧的上端嵌入上圆形凹坑，压簧的下端嵌入下圆形凹坑；测试板的两端设有第一导柱固定孔、第二导柱固定孔，第一导柱固定孔、第二导柱固定孔中均连接有导柱，探针板的两端设有第一导向套固定孔、第二导向套固定孔，第一导向套固定孔、第二导向套固定孔中均连接有导向套；导柱能够在导向套中滑动；两个限位块分别与两个竖块固定连接，限位块的顶部设有挡边，测试板左右两侧分别位于两个限位块的挡边的下方；测试板设有凹槽和通孔，通孔位于凹槽的周围；探针板上设有探针连接孔，探针连接孔与测试板的通孔对应，探针连接孔内连接有探针，探针的顶端为杯状头结构；

缓冲器与机架底板连接，缓冲器位于机架立板和探针板之间；

移动下压单元包括测试压板、移动板、连接板、两个支撑板、线轨和滑台，线轨与机架立板固定连接，滑台与线轨连接，移动板通过螺钉与滑台固定连接在一起，两个支撑板通过螺钉与移动板固定连接在一起，连接板的两端通过螺钉分别与两个支撑板固定连接，测试压板通过螺钉固定连接在两个支撑板之间；测试压板的下表面设有凹槽；

测试控制单元包括控制电路板、电磁阀、双作用气缸、支撑块、下气口气管和上气口气管，双作用气缸通过支撑块与机架立板固定连接；上气口气管的一端与电磁阀连接，另一端与双作用气缸上侧的气管接头连接；下气口气管的一端与电磁阀连接，另一端与双作用气缸下侧的气管接头连接；双作用气缸的活塞杆的端部与连接板固定连接；控制电路板和电磁阀位于机架立板、侧板、上盖板、后盖板所组成的密闭空间内；电磁阀与控制电路板电连接，两个按钮开关串联后与控制电路板电连接；探针的下端通过软细电线控制电路板相连。

优选地，机架底板连接有四个支脚。

优选地，侧板设有竖条通孔。

本发明的有益效果是：

测试机架单元上设置两个非自锁的按钮，需要装置测试动作时，需要操作者在放好阻抗匹配器后，同时使用两只手去触碰按钮才能触发控制电路板输出动作，确保在双作用气缸动作时操作者的双手是离开测试压板的移动区域的，与单按钮相比，避免了员工单只手触碰开关时另一只手有意或者无意地出现在移动下压单元的移动区域而造成挤压事故的发生,最大程度地确保了操作者的人身安全。

机架立板、侧板、后盖板、上盖板通过螺钉形成封闭空间，内部可以设置控制电路板和电磁阀等元器件。侧板上设置有数个竖条通孔，可以用于通换气，用于控制电路板运行时间过长时的散热。

测试座单元通过螺钉实现模组化组装，一方面可以方便地与机架底板组装和拆卸，增加可互换性。另一方面操作者始终将阻抗匹配器按固定方向放入测试座单元即可（由于阻抗匹配器放入测试板的凹槽内，阻抗匹配器的接线端子穿过测试板的通孔，决定了只能按固定方向将阻抗匹配器放入测试座单元），控制电路板会驱动双作用气缸带动移动下压单元压紧阻抗匹配器，使端子与对应探针接触，通过程序依次测试端子间的初级电阻、初级电感、次级电阻和初次级线圈匝比，不需要人为干预。

阻抗匹配器可轻易放入测试板的凹槽内，且阻抗匹配器的端子通过测试板的通孔正对探针板的探针杯口，当双作用气缸推动移动下压单元上的测试压板下压时，测试压板会正对压紧阻抗匹配器的骨架位置，而阻抗匹配器的软磁镍片会处于测试压板的凹槽内不被挤压。继续下压时，阻抗匹配器的端子会下移接触到探针的杯口并压缩探针，使得需要的探针均能与控制电路板的输入端口相连接，用于测试各端子间的相关电性参数。

附图说明

图1是阻抗匹配器参数测量装置的组成结构图；

图2是是阻抗匹配器参数测量装置的侧视图；

图3是测试板与探针板的立体图；

图4是限位块与测试板的位置关系图；

图5是阻抗匹配器的立体图；

图6是阻抗匹配器的正视图；

图7是电磁阀的组成示意图；

图8是图1中导柱、压簧部分的局部放大图。

图中符号说明：

1.支脚，2. 按钮开关，3. 机架底板，4. 竖块，5. 探针板，5a.下圆形凹坑，5-1.第一导向套固定孔，5-2.第二导向套固定孔，5-3.探针连接孔，6. 测试板，6a.上圆形凹坑，6-1.第一导柱固定孔，6-2.第二导柱固定孔，6-3.凹槽，6-4.通孔，7. 阻抗匹配器，7a. 骨架，7b. 软磁镍片，7c. 接线端子，7d. 漆包线，8. 支撑板，9. 测试压板，10. 移动板，11. 卡位块，12. 连接板，13. 支撑块，14. 双作用气缸，15. 下气口气管，16. 气管接头，17. 上气口气管，18. 上盖板，19. 机架立板，20. 后盖板，21. 线轨，22. 侧板，23. 导柱，24. 压簧，25. 限位块，25-1.挡边，26. 按钮固定块，27. 电磁阀，28. 控制电路板，29. 滑台，30.缓冲器，31. 导向套，32. 探针。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2、图3所示，阻抗匹配器参数测量装置主要由测试机架单元、测试座单元、移动下压单元、测试控制单元组成。

测试机架单元包括机架底板3、机架立板19、侧板22、上盖板18、后盖板20、支脚1、缓冲器30、按钮固定块26、按钮开关2。四个支脚1通过螺钉与机架底板3固定连接。机架立板19通过螺钉与机架底板3固定连接，竖直的两个侧板22分别与机架底板3的两侧通过螺钉固定连接，后盖板20的两侧分别与两个侧板22通过螺钉固定连接，上盖板18的两侧分别通过螺钉与两个侧板22的顶部固定连接。两个侧板22上设置竖条通孔，用于撒热。两个按钮固定块26通过螺钉固定在机架底板3上靠近操作人员的两侧，按钮开关2分别固定在按钮固定块26上，按钮开关2数量为两个，为非自锁型，且在电路中为串联使用。机架底板3上靠近机架立板19的一侧安装缓冲器30。缓冲器30位于机架立板19和探针板5之间。

测试座单元包括竖块4、探针板5、测试板6和限位块25。探针板5通过螺钉与两个竖块4固定在一起。探针板5的两端安装两个导向套31（一端设置一个导向套），测试板6的两端对应位置安装两个导柱23，一个导柱23对应一个导向套31。探针板5的四个角设置四个下圆形凹坑5a，测试板6的四个角设置四个上圆形凹坑6a，一个上圆形凹坑6a对应一个下圆形凹坑5a。压簧24的上端嵌入上圆形凹坑6a，压簧24的下端嵌入下圆形凹坑5a，一共有四个压簧24。如图3所示，测试板的两端分别设有第一导柱固定孔6-1、第二导柱固定孔6-2，两个导柱23分别固定在第一导柱固定孔6-1、第二导柱固定孔6-2中，探针板5的两端分别设有第一导向套固定孔5-1、第二导向套固定孔5-2，两个导向套31分别固定在第一导向套固定孔5-1、第二导向套固定孔5-2中。导柱23能够在导向套31中滑动，测试板6能够上下移动。两个限位块25分别通过螺钉固定在两个竖块4上，如图4所示，限位块25的顶部设有挡边25-1，测试板6的左侧位于第一个限位块25的挡边25-1的下方，测试板6的右侧位于第二个限位块25的挡边25-1的下方，测试板6向上移动的极限位置是被挡边25-1挡住的位置。

如图3所示，测试板6上设置有放置阻抗匹配器7的凹槽6-3内，且在凹槽6-3的周围设有用于穿过阻抗匹配器7的接线端子7c的通孔6-4；探针板5上，在与通孔6-4对应的位置设置有探针连接孔5-3，探针连接孔5-3内安装探针32，探针32的顶端为杯状头结构，探针32的下端与软细电线相连，软细电线的另一端与控制电路板28的输入端相连。

移动下压单元包括测试压板9、移动板10、连接板12、支撑板8、线轨21和滑台29。线轨21通过螺钉与机架立板19固定连接在一起，滑台29与线轨21连接，滑台29可在线轨21上直线滑动，移动板10通过螺钉与滑台29固定连接在一起，两个支撑板8通过螺钉与移动板10固定连接在一起，连接板12的两端通过螺钉分别与两个支撑板8固定连接，测试压板9通过螺钉固定连接在两个支撑板8之间。测试压板9的下表面设有凹槽，阻抗匹配器7的软磁镍片7b正好处于该凹槽位置，不被压碰。

测试控制单元，包括控制电路板28、电磁阀27、双作用气缸14、支撑块13、下气口气管15和上气口气管17等。双作用气缸14通过支撑块13与机架立板19固定在一起。上气口气管17的一端与电磁阀27连接，另一端与双作用气缸14上侧的气管接头16连接。下气口气管15的一端与电磁阀27连接，另一端与双作用气缸14下侧的气管接头连接，双作用气缸14的活塞杆端部连接卡位块11，卡位块11的中间槽形圆柱面正好卡在连接板12对应位置实现固定连接。控制电路板28和电磁阀27位于机架立板19、侧板22、上盖板18、后盖板20所组成的密闭空间内。电磁阀27与控制电路板28电连接，两个按钮开关2串联后与控制电路板28电连接。

如图5、图6所示，阻抗匹配器7主要由骨架7a、软磁镍片7b、接线端子7c和漆包线7d组成。漆包线7d分别缠绕在骨架7a上，骨架7a的前后两侧设置有不同数量的窄槽，一侧接线端子7c分别连接初级线圈，另一侧接线端子7c分别连接次级线圈。本案例中，接线端子7c中a-b-d-c组成初级线圈组，接线端子7c中h-g-e-f组成次级线圈组。参数测量装置需要分别测量a与c端子间的初级电阻和初级电感、f与h端子间的次级电阻、a和c与f和h端子间的初次级线圈匝比。

如图7所示，控制电路板28输出高电平给电磁阀27时，线圈动作，气源从电磁阀27的P口进入，经B口沿上气口气管17进入双作用气缸14的上口D, 双作用气缸14的活塞杆伸出，双作用气缸14的下口C与电磁阀27的A口连通，为正常气压。控制电路板28输出低电平给电磁阀27时，线圈动作复位，气源从电磁阀27的P口进入，经A口沿下气口气管15进入双作用气缸14的下口C, 双作用气缸14的活塞杆收回，双作用气缸14的上口D与电磁阀27的B口连通，为正常气压。

当使用参数测量装置进行测试时，需要首先对参数测量装置进行供电并连接气路，控制电路板28上电后重置输出端子，输出低电平给电磁阀27，双作用气缸14的活塞杆收回,带动移动下压单元上移，测试压板9脱离缓冲器30，此时方便操作者将待测阻抗匹配器7放入测试板6的凹槽6-3内，阻抗匹配器7的软磁镍片7b的下端位于凹槽6-3中，阻抗匹配器7的骨架7a与测试板6的上表面接触，也就是测试板6的上表面支撑骨架7a，阻抗匹配器7的接线端子7c穿过测试板的通孔6-4。

当操作者两只手均去按压按钮开关2时，控制电路板28的输入端电回路接通，控制电路板28输出高电平给电磁阀27，使得双作用气缸14带动测试压板9向下运动（测试压板9的下表面的后侧下压压紧缓冲器30），阻抗匹配器7的软磁镍片7b的上端就位于测试压板9下表面的凹槽中，测试压板9的下表面下压阻抗匹配器7的骨架7a，阻抗匹配器7和测试板6一起向下移动，阻抗匹配器7的接线端子7c与探针32的杯头相接触，此时压簧24被压缩。等待系统反应时间后，控制电路板28输出端启动测试程序，分别对a与c端子间的初级电阻和初级电感、f与h端子间的次级电阻、a和c与f和h端子间的初次级线圈匝比进行测试，同时测试结果在相应显示器上显示。设置缓冲器30的目的是限制测试压板9的行程，保证阻抗匹配器7的接线端子7c能与探针32的杯头相接触的情况下，使得阻抗匹配器7的骨架7a不承受太大的压力。

测试程序结束后，控制电路板28再次输出低电平给电磁阀27，使得双作用气缸14带动测试压板9上移脱离缓冲器30，同时测试压板9脱离阻抗匹配器7，给阻抗匹配器7的骨架的压力消失，在压簧24弹力的作用下，测试板6向上运动返回到初始位置，阻抗匹配器7的接线端子7c与探针32的杯头脱离。最后操作人员取出完成测试的阻抗匹配器7，准备进行下一个阻抗匹配器的测试。

测试机架单元中，既可以采用4个支脚1支撑的方式，使得参数测量装置可以轻易横跨在移动流水线上，方便测试人员取放流水线移动过来的待测试部件，也可以采用四块立板与机架底板3采用螺钉固定的方式，这种情况下可以将按钮开关2的连接线保护起来，不至于出现待测试部件移动到机架底板3下面的情况。

以上所述仅对发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。

Claims (3)

1.一种水听器用阻抗匹配器参数测量装置，其特征在于，包括测试机架单元、测试座单元、移动下压单元、缓冲器、测试控制单元；

所述测试机架单元包括机架底板、机架立板、两个侧板、上盖板、后盖板、缓冲器、两个按钮固定块、两个按钮开关，所述机架立板与机架底板固定连接，所述两个侧板分别与机架底板的两侧固定连接，所述后盖板的两侧分别与两个侧板固定连接，所述上盖板的两侧分别与两个侧板的顶部固定连接；所述两个按钮固定块固定在机架底板的两侧，所述两个按钮开关分别固定连接在两个按钮固定块上；

所述测试座单元包括探针板、测试板、四个压簧、两个竖块和两个限位块，所述探针板与两个竖块固定连接，所述探针板的四个角设有四个下圆形凹坑，所述测试板的四个角设有四个上圆形凹坑，所述压簧的上端嵌入上圆形凹坑，所述压簧的下端嵌入下圆形凹坑；所述测试板的两端设有第一导柱固定孔、第二导柱固定孔，所述第一导柱固定孔、第二导柱固定孔中均连接有导柱，所述探针板的两端设有第一导向套固定孔、第二导向套固定孔，所述第一导向套固定孔、第二导向套固定孔中均连接有导向套；所述导柱能够在导向套中滑动；所述两个限位块分别与两个竖块固定连接，所述限位块的顶部设有挡边，所述测试板左右两侧分别位于两个限位块的挡边的下方；所述测试板设有凹槽和通孔，所述通孔位于凹槽的周围；所述探针板上设有探针连接孔，所述探针连接孔与测试板的通孔对应，所述探针连接孔内连接有探针，所述探针的顶端为杯状头结构；

所述缓冲器与机架底板连接，所述缓冲器位于机架立板和探针板之间；

所述移动下压单元包括测试压板、移动板、连接板、两个支撑板、线轨和滑台，所述线轨与机架立板固定连接，所述滑台与线轨连接，所述移动板通过螺钉与滑台固定连接在一起，所述两个支撑板通过螺钉与移动板固定连接在一起，所述连接板的两端通过螺钉分别与两个支撑板固定连接，所述测试压板通过螺钉固定连接在两个支撑板之间；所述测试压板的下表面设有凹槽；

所述测试控制单元包括控制电路板、电磁阀、双作用气缸、支撑块、下气口气管和上气口气管，所述双作用气缸通过支撑块与机架立板固定连接；所述上气口气管的一端与电磁阀连接，另一端与双作用气缸上侧的气管接头连接；所述下气口气管的一端与电磁阀连接，另一端与双作用气缸下侧的气管接头连接；所述双作用气缸的活塞杆的端部与连接板固定连接；所述控制电路板和电磁阀位于机架立板、侧板、上盖板、后盖板所组成的密闭空间内；所述电磁阀与控制电路板电连接，所述两个按钮开关串联后与控制电路板电连接；所述探针的下端通过软细电线控制电路板相连。

2.根据权利要求1所述的水听器用阻抗匹配器参数测量装置，其特征在于，所述机架底板连接有四个支脚。

3.根据权利要求1所述的水听器用阻抗匹配器参数测量装置，其特征在于，所述侧板设有竖条通孔。

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