CN117213746A - 一种水下密封舱的浸水检测系统及水下机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下密封舱的浸水检测系统，包括浸水检测传感器、信号调理电路、单片机与PC上位机；所述浸水检测传感器用于对水下机器人密封舱进行检测，并将检测信号输入至信号调理电路；所述信号调理电路用于接收浸水检测传感器的检测信号，并将输入的检测信号调理成相应的电压信号，在传输至单片机；所述单片机对输入的电压信号进行处理，实时得出水下密封舱的漏水状态信息，并将该漏水状态信息通过以太网上传PC上位机。本发明，降低在深水状态下的水下高压环境与干扰对传感器的影响，提高浸水检测识别的准确性与稳定性，并实时检测水下密封舱内是否漏水的状态。
Description
技术领域
本发明涉及水下密封舱浸水检测技术领域，更具体地说，涉及一种水下密封舱的浸水检测系统及水下机器人。
背景技术
水下机器人在水下复杂环境安全作业的前提是密封电子舱的密闭性良好，因为密封舱内部含有主控板、电子罗盘、惯导、云台、深度计等电子元器件，且电子元器件对工作环境的要求较高，所以设计一套结构简单、性能稳定、易于安装、准确的浸水检测系统，具有较大的实用价值。
目前，水下密封舱的浸水传感器，主要为直接输出数字量到主控板的形式，这种形式的优点是，安装设计简便，但是这种形式仅限于在浅水机器人的密封箱中使用，如果水下机器人浅水的深度一旦加深，密封舱就要充油，传感器电路板面临着巨大压力，电路板上的元器件容易损坏造成传感器故障。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水下密封舱的浸水检测系统及水下机器人。
为解决上述背景技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种水下密封舱的浸水检测系统，包括浸水检测传感器、信号调理电路、单片机与PC上位机；
所述浸水检测传感器用于对水下机器人密封舱进行检测，并将检测信号输入至信号调理电路；
所述信号调理电路用于接收浸水检测传感器的检测信号，并将输入的检测信号调理成相应的电压信号，在传输至单片机；
所述单片机对输入的电压信号进行处理，实时得出水下密封舱的漏水状态信息，并将该漏水状态信息通过以太网上传PC上位机；
所述PC上位机根据以太网接收单片机的处理信息，从而在PC上位机上进行显示和报警。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述浸水检测传感器采用电极式水浸传感器，浸水检测传感器安装于水下密封舱的底部，所述信号调理电路为适用于浸水检测传感器的调理电路。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述信号调理电路在当浸水检测传感器检测到水下密封舱中漏水状况发生时，浸水检测传感器的两个电极之间的阻值发生变化达到设定阙值，变化的电压经过信号调理电路，最后向单片机的A/D转换引脚输出1.5伏左右的电压,而当漏水检测传感器电极之间的电阻足够大时,信号调理电路输出的电压为0V。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述单片机包含有A/D转换引脚，所述单片机通过A/D转换引脚连接A/D转换引脚连接A/D转换模块并将信号调理电路上传的电压信号转换为数字信号。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述单片机对输入电压信号的处理方式为取十次数字信号进行平均，将所得十次数字信号的平均值与对应水下密封舱漏水电压阙值进行比较，当平均值超过水下密封舱漏水电压阙值时，则判断水下密封舱漏水，反之，判断水下密封舱未漏水。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述单片机每分析过十次上传的数字信号后均将自身的处理数据进行初始化，保持单片机的实时处理作用。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述PC上位机包含有显示单元、报警单元与检测日志存储单元，所述显示单元用于将单片机上传的漏水状态信息进行可视化；所述报警单元在漏水状态信息超过预设阙值时进行报警提醒，所述检测日志存储单元用于存储浸水检测系统的检测数据。
本发明还采用如下的技术方案：
一种水下机器人，包括上述所有的水下密封舱的浸水检测系统。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案，采用电极式的浸水检测传感器作为检测传感器，并安装于水下机器人的水下密封舱中，然后在通过信号调理电路接入单片机与PC上位机组成的总控中，从而降低在深水状态下的水下高压环境与干扰对传感器的影响，提高浸水检测识别的准确性与稳定性。
(2)本方案，单片机对不断获取的数字信号中取多个数字信号进行计算平均值，并根据平均值与预设阙值的对比判断水下机器人的水下密封舱是否漏水，每次检测完成后，再次初始化单片机进行下次的处理分析，从而达到实时检测水下密封舱内是否漏水的状态。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明信号调理电路的电路原理示意图；
图3为本发明PC上位机的原理示意图；
图4为本发明单片机的数据处理流程示意图。
图中标号说明：
1、浸水检测传感器；2、信号调理电路；3、单片机；4、PC上位机；41、显示单元；42、报警单元；43、检测日志存储单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；
请参阅图1-3，本发明提供实施例1：
一种水下密封舱的浸水检测系统，包括浸水检测传感器1、信号调理电路2、单片机3与PC上位机4；浸水检测传感器1用于对水下机器人密封舱进行检测，并将检测信号输入至信号调理电路2；信号调理电路2用于接收浸水检测传感器1的检测信号，并将输入的检测信号调理成相应的电压信号，在传输至单片机3；单片机3对输入的电压信号进行处理，实时得出水下密封舱的漏水状态信息，并将该漏水状态信息通过以太网上传PC上位机；PC上位机4根据以太网接收单片机3的处理信息，从而在PC上位机4上进行显示和报警。
其中，浸水检测传感器1采用电极式水浸传感器，浸水检测传感器1安装于水下密封舱的底部，信号调理电路2为适用于浸水检测传感器1的调理电路。
信号调理电路2在当浸水检测传感器1检测到水下密封舱中漏水状况发生时，浸水检测传感器1的两个电极之间的阻值发生变化达到设定阙值，变化的电压经过信号调理电路2，最后向单片机的A/D转换引脚输出1.5伏左右的电压,而当漏水检测传感器电极之间的电阻足够大时,信号调理电路输出的电压为0V。
本方案，通过采用电极式的浸水检测传感器1作为检测传感器，并安装于水下机器人的水下密封舱中，然后在通过信号调理电路2接入单片机3与PC上位机4组成的总控中，从而降低在深水状态下的水下高压环境与干扰对传感器的影响，提高浸水检测识别的准确性。
请参阅图2，其中，通过在浸水检测传感器1与单片机3之间设置信号调理电路2，利用电极式的浸水检测传感器1在正常状态与浸水状态下不同的阻值变化，改变信号调理电路2的电压变化，并将信号调理电路2电压变化上传单片机3进行分析，利用简单的物理阻值变化来获得水下密封舱的浸水信息，从而提高浸水检测系统运行的稳定，保持水下机器人在深水区域工作的安全性。
请参阅图1-4，本申请在实施例1的基础上还提供实施例2：
单片机3包含有A/D转换引脚，单片机3通过A/D转换引脚连接A/D转换引脚连接A/D转换模块并将信号调理电路2上传的电压信号转换为数字信号。
单片机3对输入电压信号的处理方式为取十次数字信号进行平均，将所得十次数字信号的平均值与对应水下密封舱漏水电压阙值进行比较，当平均值超过水下密封舱漏水电压阙值时，则判断水下密封舱漏水，反之，判断水下密封舱未漏水。
请参阅图4，其中，单片机3每分析过十次上传的数字信号后均将自身的处理数据进行初始化，保持单片机3的实时处理作用。
通过单片机3中的A/D转换引脚接入信号调理电路2，并通过A/D转换模块对输入的A/D转换模块对输入的电压信号转换为可分析处理的数字信号，单片机3再对不断获取的数字信号中取多个数字信号进行计算平均值，并根据平均值与预设阙值的对比判断水下机器人的水下密封舱是否漏水，每次检测完成后，再次初始化单片机3进行下次的处理分析，从而达到实时检测水下密封舱内是否漏水的状态。
请参阅图1-4，本申请在实施例1与实施例2的基础上还提供实施例3：
一种水下机器人，包括上述的浸水检测系统，在该机器人的水下密封舱中上采用实施例1与实施例2中的浸水检测系统，提高水下机器人在深水区域中对自身水下密封舱漏水状态实时、准确与稳定的监控，提高水下机器人的使用安全性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种水下密封舱的浸水检测系统，其特征在于，包括浸水检测传感器(1)、信号调理电路(2)、单片机(3)与PC上位机(4)；
所述浸水检测传感器(1)用于对水下机器人密封舱进行检测，并将检测信号输入至信号调理电路(2)；
所述信号调理电路(2)用于接收浸水检测传感器(1)的检测信号，并将输入的检测信号调理成相应的电压信号，在传输至单片机(3)；
所述单片机(3)对输入的电压信号进行处理，实时得出水下密封舱的漏水状态信息，并将该漏水状态信息通过以太网上传PC上位机；
所述PC上位机(4)根据以太网接收单片机(3)的处理信息，从而在PC上位机(4)上进行显示和报警。
2.根据权利要求1所述的一种水下密封舱的浸水检测系统，其特征在于：所述浸水检测传感器(1)采用电极式水浸传感器，浸水检测传感器(1)安装于水下密封舱的底部，所述信号调理电路(2)为适用于浸水检测传感器(1)的调理电路。
3.根据权利要求1所述的一种水下密封舱的浸水检测系统，其特征在于：所述信号调理电路(2)在当浸水检测传感器(1)检测到水下密封舱中漏水状况发生时，浸水检测传感器(1)的两个电极之间的阻值发生变化达到设定阙值，变化的电压经过信号调理电路(2)，最后向单片机的A/D转换引脚输出1.5伏左右的电压,而当漏水检测传感器电极之间的电阻足够大时,信号调理电路输出的电压为0V。
4.根据权利要求1所述的一种水下密封舱的浸水检测系统，其特征在于：所述单片机(3)包含有A/D转换引脚，所述单片机(3)通过A/D转换引脚连接A/D转换引脚连接A/D转换模块并将信号调理电路(2)上传的电压信号转换为数字信号。
5.根据权利要求1所述的一种水下密封舱的浸水检测系统，其特征在于：所述单片机(3)对输入电压信号的处理方式为取十次数字信号进行平均，将所得十次数字信号的平均值与对应水下密封舱漏水电压阙值进行比较，当平均值超过水下密封舱漏水电压阙值时，则判断水下密封舱漏水，反之，判断水下密封舱未漏水。
6.根据权利要求1所述的一种水下密封舱的浸水检测系统，其特征在于：所述单片机(3)每分析过十次上传的数字信号后均将自身的处理数据进行初始化，保持单片机(3)的实时处理作用。
7.根据权利要求1所述的一种水下密封舱的浸水检测系统，其特征在于：所述PC上位机(4)包含有显示单元(41)、报警单元(42)与检测日志存储单元(43)，所述显示单元(41)用于将单片机(3)上传的漏水状态信息进行可视化；所述报警单元(42)在漏水状态信息超过预设阙值时进行报警提醒，所述检测日志存储单元(43)用于存储浸水检测系统的检测数据。
8.一种水下机器人，其特征在于：包括如权利要求1-7任一所述的水下密封舱的浸水检测系统。
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