CN1243242C - 深海异常环境物理化学量探测装置 - Google Patents

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叶瑛
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Abstract

本发明的深海异常环境物理化学量探测装置包括由圆筒和密封端盖构成的密封腔体，腔体内置有电池和信号处理电路板，该信号处理电路板包括单片机，与单片机相连的放大电路，GPS实时时钟模块，存储器和通讯接口，在端盖的前部装置有防泥罩，端盖上具有轴向通孔，温度传感器与化学传感器分别固定于端盖的轴向通孔中，温度传感器与化学传感器的一端分别伸出端盖，另一端与信号处理电路板上的放大电路输入端相连。该装置结构简单，体积小巧，质量轻，成本低，便于捆绑于海底拖体上或用机械手夹持。在探测过程中，根据船的位置及处理电路地时钟系统，可以确定出现异常情况的地理位置。

Description

深海异常环境物理化学量探测装置
                         技术领域
本发明涉及深海异常环境物理化学量探测装置，是一种确定深海出现异常情况位置的装置。
                         背景技术
当前在海洋资源探测工作中，国际海洋界已经开始了对深海热液探测及海底异常情况探测的研究。目前使用的深海异常环境物理化学量探测装置功能大多单一，一个装置只能探测一个物理或化学量且体积很大，笨重，不易于机械手操作，需要外部电源供电，功耗大，装置多用不锈钢制成，不锈钢密度大，较重，且深海装置在密封处大多用水密接插件，代价高，有的采用环氧树脂胶密封的形式，拆卸不方便，不能重复利用，市场上所售的测温度用的热敏电阻或热电偶大多不能直接应用于水下，且不能承受深海高压，化学传感器多采用陶瓷电极，遇到水流容易折断，传感器暴露在装置外面，易受水流直接冲刷及易被淤泥污染。
                         发明内容
本发明的目的是提供一种适合于深海探测用的异常环境物理化学量探测装置。
本发明的深海异常环境物理化学量探测装置，包括由有底的圆筒和密封端盖构成的圆筒形密封腔体，腔体内置有电池和信号处理电路板，该信号处理电路板包括单片机，与单片机相连的放大电路，GPS实时时钟模块，存储器和通讯接口，在端盖的前部装置有防泥罩，防泥罩上面有让水自由流过的小孔，端盖上具有用于安装温度传感器与化学传感器的轴向通孔，温度传感器与化学传感器分别固定于端盖的通孔中，在化学传感器与通孔间设有密封件，温度传感器与通孔间设有密封圈，温度传感器与化学传感器的一端分别伸出端盖，另一端与信号处理电路板上的放大电路输入端相连。
工作时，将深海异常环境物理化学量探测装置捆绑于海底拖体上，随拖体前进，温度传感器和化学传感器的探测信号经放大电路放大后输入单片机，由单片机自带的A/D转换器进行转换，存储到存储器中，同时每读取一次传感器的探测信号，也从GPS实时时钟模块读取标准时间，这样，在探测到异常时，根据船所处的位置，可以确定出出现异常情况的位置。
本发明的深海异常环境物理化学量探测装置结构简单，由于化学传感器采用软且细的镀膜金属丝，故不易折断，而用密封件挤压密封，取代不必要的水密接插件，降低了成本。有防护罩保护传感器，可避免水流对传感器的冲刷及淤泥对传感器的污染，本发明装置体积小巧，质量轻，便于捆绑于海底拖体上或用机械手夹持，使用安全可靠。
                         附图说明
图1是深海异常环境物理化学量探测装置示意图；
图2是信号处理电路框图；
图3是信号处理电路一种具体实施电路图。
                       具体实施方式
参照图1，本发明的深海异常环境物理化学量探测装置，包括由有底的圆筒12和密封端盖10构成的圆筒形密封腔体，图中，端盖10与圆筒12用螺钉22连接，端盖与圆筒接触处有两道密封圈18和19密封，在端盖10的前部装置有防泥罩1，当传感器周围水流过速时，可抵挡水流的冲击，防泥罩1上面有让水自由流过的小孔25。为防海水腐蚀，通常圆筒12、密封端盖10和防泥罩1采用钛合金制成。端盖10上具有轴向通孔9和17，棒形温度传感器2置于端盖的轴向通孔17中，在温度传感器2与通孔17的间隙设有两道密封圈20保证密封，温度传感器的前端伸出端盖，用垫环23及压紧螺钉24压紧，以防温度传感器滑落。化学传感器3置于端盖的轴向通孔9中，所说的化学传感器3是镀膜的铱或金的金属丝，在化学传感器3与通孔9间设有密封件5，图示具体实例中，密封件5由氟化橡胶密封块7和分别设在氟化橡胶密封块两端的密封上垫6及密封下垫8组成，这样，可以增强对软且细的化学传感器的密封性能。化学传感器的前端伸出端盖，有压紧螺钉4定位压紧。化学传感器3可以只用一根，也可以采用数根，当采用数根化学传感器时，可将这数根化学传感器均布于开设在端盖10的相应轴向通孔中。在圆筒形密封腔体内有电池13和信号处理电路板11，信号处理电路板11固定在支架15及16上，该信号处理电路板11(如图2所示)包括单片机26，与单片机相连的放大电路28，GPS实时时钟模块27，存储器29和通讯接口30。温度传感器2与化学传感器3的另一端与信号处理电路板11上的放大电路28的输入端相连。
图3是信号处理电路一种具体实施电路图，图例中，所说的放大电路采用AD7731，单片机用MSP430，GPS实时时钟模块27用DS1742W，存储器用29 AT45DB，通讯接口采用RS232。
为了实现实时探测，通常，可如图1所示，在圆筒12的底面设置孔14，在孔14上安装水密接插件，将信号处理电路板的通讯接口与连接外界计算机的水密接插件相连。
温度传感器与化学传感器获取的信号经放大电路放大后进入单片机，经过单片机自带的A/D转换器转换后存储到存储器中，如是实时通讯，则每次读取的数据直接通过RS232接口上传给拖体或母船上的计算机，在计算机上可直接分析数据，以判断是否出现异常，如不是实时通讯，则待装置回到船上时，可取出电路板读取数据，根据时钟信号及船的位置，分析出什么地方出现了异常。

Claims (6)

1.深海异常环境物理化学量探测装置，其特征在于它包括由有底的圆筒(12)和密封端盖(10)构成的圆筒形密封腔体，腔体内置有电池(13)和信号处理电路板(11)，该信号处理电路板(11)包括单片机(26)，与单片机相连的放大电路(28)，GPS实时时钟模块(27)，存储器(29)和通讯接口(30)，在端盖(10)的前部装置有防泥罩(1)，防泥罩(1)上面有让水自由流过的小孔(25)，端盖(10)上具有用于安装温度传感器(2)与化学传感器(3)的轴向通孔(17、9)，温度传感器(2)与化学传感器(3)分别固定于端盖的通孔(17、9)中，在化学传感器(3)与一个通孔(9)间设有密封件(5)，温度传感器(2)与另一个通孔(17)间设有密封圈(20)，温度传感器(2)与化学传感器(3)的一端分别伸出端盖，另一端与信号处理电路板(11)上的放大电路(28)输入端相连。
2.按权利要求1所述的深海异常环境物理化学量探测装置，其特征在于所说的密封件(5)是由氟化橡胶密封块(7)和分别设在氟化橡胶密封块两端的密封上垫(6)及密封下垫(8)组成。
3.按权利要求1所述的深海异常环境物理化学量探测装置，其特征在于所说的单片机是MSP430。
4.按权利要求1所述的深海异常环境物理化学量探测装置，其特征在于在圆筒(12)的底面设有通讯孔(14)。
5.按权利要求1所述的深海异常环境物理化学量探测装置，其特征在于圆筒(12)、密封端盖(10)和防泥罩(1)是由钛合金制成。
6.按权利要求1所述的深海异常环境物理化学量探测装置，其特征在于所说的化学传感器(3)是镀膜的铱或金的金属丝。
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