CN206788389U - 一种核磁共振找水仪精准程控配谐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种核磁共振找水仪精准程控配谐装置，包括:MCU控制模块，经过以太网串口数据转换模块和无线路由器与PC机进行实时通讯；接收来自电流互感器模块、状态监测模块和手动连接感应模块的输入信号并传送给PC机；配谐电容总模块，包含多个配谐电容；程控连接模块相对应于每一个配谐电容包含多组程控连接电路，将对应的配谐电容接入到电路当中；状态监测模块向MCU控制模块实时传输工作时程控连接模块的各部分电路的状态，并将数据传送给PC机；手动连接感应模块，对应在每个配谐电容的相应位置上，感知当前手动接入的配谐电容，并将感知到的多组输入信号传送给MCU控制模块；消除了发射线圈电感值偏差带来的配谐电容值误差。

Description

一种核磁共振找水仪精准程控配谐装置

技术领域

本实用新型涉及一种地球物理探测仪器，具体是一种核磁共振找水仪精准程控配谐装置。

背景技术

随着科学的进步和技术的革新，地下水与灾害水源超前探测的方法越来越多样化，核磁共振技术是目前唯一的非侵入式直接进行地下水探测的方法。基于核磁共振技术的地下水探测仪器(核磁共振找水仪)被广泛应用在工程实践当中。该仪器的发射系统的关键技术之一就是谐振发射技术，该技术通过感性负载(发射线圈)和配谐电容发生串联谐振使仪器在一定发射电压和发射频率下产生最大发射电流。

公式反映了电感值、电容值以及谐振频率之间的关系，满足公式中关系的L与C将在频率为f的情况下实现理想串联谐振，产生最大电流。在地下水探测领域，该频率f为被测地点的地磁场拉莫尔频率，L为发射线圈电感值，C则为配谐电容值。由于发射线圈的电感值是固定的，因此想要发生串联谐振，成功发射大电流，就要通过改变串联电路中电容的值来完成串联谐振，这个改变电容值以完成谐振的过程就称之为“配谐”。一组专门用来进行串联谐振配谐的电容被称为配谐电容，由多个不同电容值的高压电容组成，人们根据实际需要，将一些容值相加在一起等于能够匹配发射线圈电感值、实现串联谐振的电容值的配谐电容并联在一起，则完成配谐工作。谐振发射技术的核心就是配谐电容的配谐技术，它影响着串联谐振的品质，从而影响核磁共振找水仪发射系统的工作质量。

传统的配谐技术只能通过人工的方式进行手动配谐，这需要人们首先通过磁力仪测量待测地点的地磁场并换算出拉莫尔频率，然后利用测量装置测量发射大线圈的电感值(如果线圈电感未知)，再人工计算配谐电容值，然后打开核磁共振找水仪的箱体手动将这个数值的电容连接到发射电路当中。然而在实际的测量工作中常用测量装置对于较大的发射线圈的电感值测量往往不够精准，即便价格较为昂贵的测量仪器也难免在野外环境下受到干扰，并且配谐电容本身存在标定值与实际值的误差或其他因素造成的误差，因此理论计算得出的配谐电容值往往并不准确，为了配谐结果的准确，人们往往需要尝试在相近的几个不同的配谐电容值的接入之下进行发射，并人工记录每种情况下的发射电流，发射电流最大时对应的配谐电容值才是最佳配谐电容值，在找到实现最佳配谐电容值之后才能进行真正的探测工作，此过程比较复杂，耗时耗力，并且对操作人员的技术水平要求较高，而且在矿井、隧道等环境下严禁打开仪器箱体，进而无法调整配谐电容，造成了配谐工作的困难。

CN105652328A公开了一种核磁共振探水仪的自动配谐装置，该装置通过测量得出的电感值与当地拉莫尔频率值计算出配谐电容值，通过PC机与MCU控制系统，利用高压继电器将系统所需的配谐电容自动接入到配谐电容组当中即完成配谐。实现了不打开箱体的自动配谐，简化了人工配谐的工作步骤，降低了对操作人员的技术水平要求；并在装置中嵌入了微型LCR测量仪，无需单独购买商用LCR测量仪，降低了成本，在一定程度上简化了测量线圈电感的过程。

传统的配谐方法缺陷非常明显，1.在矿井、隧道等环境下严禁打开仪器箱体，进而无法调整配谐电容，造成了配谐工作的困难；2.实际的测量工作中常用测量装置对于较大的发射线圈的电感值测量往往不够精准，即便价格较为昂贵的测量仪器也难免在野外环境下受到干扰，并且配谐电容本身存在标定值与实际值的误差或其他因素造成的误差，因此理论计算得出的配谐电容值往往并不准确；3.人工配谐过程比较复杂，耗时耗力，并且对操作人员的技术水平要求较高；

在实际的工作中，CN105652328A公开的自动配谐装置仍存在严重的问题。首先，该装置仅通过一次理论计算就得到最终的配谐电容值，这个配谐结果的误差非常大。在传统技术中，人工配谐尚且需要进行多次配谐调整测试，此装置如此简化配谐过程使最终结果甚至没有人工配谐的精准度高，完全丢失了配谐工作所必要的准确性，会严重影响到核磁共振找水仪系统发射与接收的质量，甚至会导致仪器无法发射电流，造成探测工作的失败；

其次，该装置应用的嵌入式LCR测量仪仅仅对发射线圈的电感值测量过程进行了一定的简化，但是该装置精确度和抗干扰能力较差，测量结果不够准确，这就导致后面通过公式计算配谐电容值的误差，实质上并没有解决电感测量的困难问题。所以应用该嵌入式LCR测量仪相当于徒劳无功地增加了系统的功耗、电路复杂程度与开发难度、开发周期，并为核磁共振找水仪带来了一定的空间负担；

而且，该装置功能较为单一，不能满足日益增长的工程实践对配谐装置的多方面功能需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种核磁共振找水仪精准程控配谐装置，消除了发射线圈电感值偏差带来的配谐电容值误差。

本实用新型是这样实现的，一种核磁共振找水仪精准程控配谐装置，该装置包括：

MCU控制模块、配谐电容总模块、程控连接模块、状态监测模块、手动连接感应模块、电流互感器模块、存储器、以太网串口数据转换模块、无线路由器以及PC机；其中：

MCU控制模块，作为整个装置的二级控制单元，经过以太网串口数据转换模块和无线路由器与PC机进行实时通讯；接收来自电流互感器模块、状态监测模块和手动连接感应模块的输入信号并传送给PC机；

配谐电容总模块，包含多个配谐电容；

程控连接模块，相对应于每一个配谐电容包含多组程控连接电路，将对应的配谐电容接入到电路当中；

状态监测模块，向MCU控制模块实时传输工作时程控连接模块的各部分电路的状态，并将数据传送给PC机；

手动连接感应模块，对应在每个配谐电容的相应位置上，感知当前手动接入的配谐电容，并将感知到的多组输入信号传送给MCU控制模块；

电流互感器模块，包含电流互感器与A/D转换器，进行发射电流采集的工作，电流互感器采集到的电流信号经过A/D转换器后将发射电流的数值传送给MCU控制模块；

存储器，与MCU控制模块之间进行数据传输，保存每一次工作的时间和各个参数的值，其内部数据在调取后可显示在PC机的人机交互界面上；

PC机，通过无线路由器、以太网串口数据转换模块与MCU控制模块进行数据传输；

以太网串口数据转换模块，连接在MCU控制模块与无线路由器之间,实现串口与以太网之间的数据互换。

进一步地，所述程控连接模块由并行输出模块、光电耦合器模块和高压继电器构成，光电耦合器模块内含多组光电耦合器，并行输出模块将MCU控制模块发送出的串行数据转换为并行模式分配到每一个光电耦合器中；光电耦合器接收MCU控制模块的信号控制高压继电器通断的模块；高压继电器模块，控制配谐电容是否接入发射回路的开关装置，内含多组高压继电器，接收到符合条件的控制信号时便会吸合，进而将连接在该高压继电器上的配谐电容接入到电路当中。

进一步地，所述状态监测模块包括输出信号监测模块、光电耦合器监测模块、高压继电器监测模块，其中输出信号监测模块与并行输出模块相连，监测输出信号的实时状态；光电耦合器监测模块与光电耦合器的输出端相连，监测光电耦合器的输出端导通状态；高压继电器监测模块与高压继电器相连，监测高压继电器的吸合状态，输出信号监测模块、光电耦合器监测模块、高压继电器监测模块通过串行输出模块将状态信号传递给MCU控制模块，MCU控制模块通过以太网串口数据转换模块、无线路由器将此数据发送到PC机。

进一步地，所述手动连接感应模块包括多组手动感应电路，相对应于每一个配谐电容，都存在一手动感应电路，每组手动感应电路包括高压铜条将配谐电连接到配谐电容总模块当中，高压铜条通过按键控制，当电路连通后，电源通过限流器流向LED，LED连接分压器接地，分压器通过一比较器连接在串行输出模块连接至MCU控制模块。

进一步地，所述按键为橡胶按键，橡胶按键的外壁是绝缘体，橡胶按键的底部为导体，当橡胶按键没有外力下压时，底部与电路中的导线尚有一定距离，此时这部分电路为断路；当有外力将橡胶按键下压时，底部则会被按下，与导线接触，形成通路。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型通过程控的方式连接配谐电容，并以精度递增法为技术方案找到精准的最佳配谐电容值，在解决传统手动连接的弊端的基础上，完成了非常精准的全自动配谐工作，配谐结果精准度较高，误差极低；

解决了必须得知发射线圈电感精确值才能保证配谐准确度的问题，避免了必须测量发射线圈精确电感值带来的不便于工作负担，仅需要已知当地拉莫尔频率和粗略的发射线圈电感值即可完成配谐；配谐过程和配谐方法可实现全自动化，简单易操作，对操作人员要求较低；提供了状态监测、数据存储等实用功能，令配谐工作实现更好的准确性、可靠性、稳定性和便捷性；支持多种工作模式，用以应对不同实际情况，实现在不同情况下配谐工作的效率、功耗、准确度的协同优化。

附图说明

图1为核磁共振找水仪精确程控配谐装置的总体框图；

图2为单个程控连接模块示意图；

图3为单个手动连接感应模块示意图；

图4为配谐电容的连接原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，一种核磁共振找水仪精准程控配谐装置，该装置包括：MCU控制模块1、配谐电容总模块8、程控连接模块6、状态监测模块7、手动连接感应模块9、电流互感器模块10、存储器5、以太网串口数据转换模块2、无线路由器3以及PC机4；其中：MCU控制模块1，作为整个装置的二级控制单元，经过以太网串口数据转换模块2和无线路由器3与PC机4进行实时通讯；接收来自电流互感器模块10、状态监测模块7和手动连接感应模块9的输入信号并传送给PC机4；配谐电容总模块8，包含多个配谐电容；程控连接模块6，相对应于每一个配谐电容包含多组程控连接电路，将对应的配谐电容接入到电路当中；状态监测模块，向MCU控制模块1实时传输工作时程控连接模块的各部分电路的状态，并将数据传送给PC机4；手动连接感应模块9，对应在每个配谐电容的相应位置上，感知当前手动接入的配谐电容，并将感知到的多组输入信号传送给MCU控制模块1；电流互感器模块10，包含电流互感器与A/D转换器，进行发射电流采集的工作，电流互感器采集到的电流信号经过A/D转换器后将发射电流的数值传送给MCU控制模块1；存储器5，与MCU控制模块1之间进行数据传输，保存每一次工作的时间和各个参数的值，其内部数据在调取后可显示在PC机4的人机交互界面上；PC机4，通过无线路由器、以太网串口数据转换模块与MCU控制模块进行数据传输；以太网串口数据转换模块，连接在MCU控制模块与无线路由器之间,实现串口与以太网之间的数据互换。

其中，参见图2，程控连接模块6由并行输出模块16以及多个光电耦合器和11多个高压继电器12构成，相对应于每一个配谐电容17，都存在一组由光电耦合器11和高压继电器12。由于本装置需要传送的数据较多，MCU控制模块1直接并行输出数据对于I/O资源是严重的浪费，因此本装置中MCU控制模块1输入、输出数据全部采用串行模式，程控连接模块6中，并行输出模块16将MCU控制模块1串行发送的数据转换为以并行的方式发送给每一个光电耦合器11。光电耦合器11的输入端与输出端是电气隔离的，当MCU控制模块1控制信号输入到光电耦合器11的输入端时，通过光电转化，其输出端将相应产生输出信号，输出信号流入高压继电器12的控制端，控制高压继电器12的吸合状态，当高压继电器12吸合时，该配谐电容17将被接入到配谐电容总模块8中；

参见图2，状态监测模块7由输出信号监测模块13、光电耦合器监测模块14、高压继电器监测模块15构成。输出信号监测模块13与并行输出模块相连，监测输出信号的实时状态；光电耦合器监测模块14与光电耦合器11的输出端相连，监测光电耦合器11的输出端导通状态；高压继电器监测模块15与高压继电器12相连，监测高压继电器12的吸合状态。输出信号监测模块13、光电耦合器监测模块14、高压继电器监测模块15通过串行输出模块18将状态信号传递给MCU1，MCU1通过以太网串口数据转换模块2、无线路由器3将此数据发送到PC机4。

本装置包括三种工作模式，以全自动模式为主，同时支持全手动和半自动模式。A.在全自动模式下的具体工作过程是这样的：

(1)利用磁力仪测量当地地磁场B₀(nT)，通过公式f_L(Hz)＝0.04258*B₀(nT)换算出拉莫尔频率；

(2)利用简单手持测量装置测量发射线圈电感粗略值，在PC机的人机交互界面中输入该电感粗略值和输入拉莫尔频率的值，得到配谐电容粗略值C_n1；

(3)根据C_n1预估配谐电容的测试范围，设置测试范围的起点C_x1和终点C_y1，以及步长C_s1，这三个数据的设定都要恰当，否则会造成配谐测试的失败或导致系统经过多达上百次、上千次的发射测试才能完成工作，造成功耗和时间的严重浪费。C_x1，C_y1，C_s1可由人为设定，本实用新型提供的装置也可以根据C_n1自动设定C_x1，C_y1，C_s1，本实施例以系统自动设定为例进行详细步骤的描述；

常用设备测量发射线圈电感值的最大误差为10％，根据公式可知，由电感值不准确将会对配谐电容值最大为11.1％的误差，而配谐电容本身有5％左右的最大误差，再加上其他误差因素，可知常规步骤测量计算得出的粗略配谐电容值C_n1与实际值会出现最大为10％～20％的误差，因此系统将默认自动设定C_x1＝(1-20％)C_n1，C_y1＝(1+20％)C_n1，这样就为C_n1提供了±20％的误差范围，实际的精准配谐电容值必定在此范围中；

参见图4为配谐电容在电路中的连接关系，本实施例设置12个1uF配谐电容和由0.1uF、0.2uF*2、0.5uF、0.01uF、0.02*2uF、0.02uF、0.05uF构成的小容值配谐电容，总容值为13.1uF，本实施例中系统自默认动设定经过3组逐次递增配谐电容进行测试的工作，每次的步长分别为0.2uF、0.05uF、0.01uF；第一次递增的步长设定为0.2uF，既不会出现所有测试点都采集不到发射电流的情况，又不会令系统的发射测试次数过多；

(4)PC机4通过无线路由器3、以太网串口数据转换模块2向MCU控制模块1发送第一次逐次递增配谐电容的控制，以C_x1为起点，以C_y1为终点每次递增0.2uF配谐电容，并在每增加一次配谐电容的同时控制核磁共振找水仪以当地拉莫尔频率进行发射；

(5)MCU控制模块1接收到来自PC机4的命令后，在每次增加配谐电容值时向程控连接模块6发送控制信号，将符合该电容值的配谐电容接入到配谐电容模块8当中，状态监测模块7将各部分状态数据反馈给MCU控制模块1，再传送并显示在PC机4的人机交互界面上；

(6)每次增加配谐电容并进行发射后，电流互感器模块10将采集基于当前配谐电容下的发射电流，在达到配谐电容最大值完成发射后，PC机4以配谐电容值为横轴，发射电流为纵轴的图表，通过串联谐振的原理可知，发射电流最大时对应的配谐电容值即为实现最佳串联谐振的配谐电容值，设此时的最佳配谐电容值为C_n2，C_n2并不是准确值，需要进行下一次递增测试，C_n2相邻的两个容值测试点为C_x2和C_y2；

(7)PC机4通过无线路由器3、以太网串口数据转换模块2向MCU控制模块1发送第二次逐次递增配谐电容的控制，并自动设定此次递增的步长C_s2为0.05uF，以C_x2为起点，C_y2为终点每次递增0.05uF配谐电容，并在每增加一次配谐电容的同时控制核磁共振找水仪以当地拉莫尔频率进行发射，发射完成后重复(5)、(6)步骤，得到第二次逐次递增后的最佳配谐电容C_n3，并设与其相邻两个的容值点为C_x3和C_y3；

(8)PC机4通过无线路由器3、以太网串口数据转换模块2向MCU1发送第三次逐级递增配谐电容的控制，以C_x3为起点，C_y3为终点并设定C_s3为0.01uF，每次递增0.01uF配谐电容，并在每增加一次配谐电容的同时控制核磁共振找水仪以当地拉莫尔频率进行发射，发射完成后重复(4)、(5)步骤，得到第三次逐级递增后的最佳配谐电容C_n4，则此次得到的最佳配谐电容值C_n4为准确配谐电容值；

(9)PC机4通过无线路由器3、以太网串口数据转换模块2向MCU控制模块1发送存储工作数据的指令，MCU控制模块1将以工作地点、工作日期、工作时间作为该数据的标号，将其存入存储器5中，以便日后的调取工作；

(10)将值为C_n4的配谐电容接入后即完成完整的配谐工作，可开始进行地下水探测。

(11)本装置在全自动模式下，配谐电容递增起止范围、步长精度等参数可以全程由程序自动设置，也可以支持操作者在PC机4的人机交互界面自行设定逐次递增配谐的起止范围、逐级递增次数和每次递增的步长精度，便于在操作者已经了解足够精细的已知数据的情况下以更高的效率完成配谐工作。当核磁共振找水仪在同一地点不同时间进行探测时，则可通过PC机4发送调取存储数据的指令，将该测量地点的不同时间的工作数据从存储器5中调取出来以供参考，并人工自行设定更为合理的逐次递增配谐的起止范围、逐级递增次数和每次递增的步长精度。

B.全手动模式：本实用新型提供的核磁共振找水仪精准程控配谐装置，在全手动模式下将不受到程控连接模块的控制，但是MCU控制模块1仍可以通过手动连接感应模块9自动获取配谐电容的手动接入值。

参见图3，手动连接感应模块9应用了一种橡胶按键20，此按键的外壁21是绝缘体，底部22为导体，当橡胶按键20没有外力下压时，底部22与按键底部即电路中的导线尚有一定距离，此时这部分电路为断路；当有外力将橡胶按键20下压时，底部22则会被按下，与导线接触，形成通路。

手动连接感应模块9包含多组手动感应电路，相对应于每一个配谐电容17，都存在一组图3所示除了串行输出移位寄存器18和MCU控制模块1以外的其余所有器件与装置。当手动接入配谐电容时，高压铜条19将配谐电容17连接到配谐电容总模块8当中，并将压下橡胶按键20，橡胶按键20的底部22将使电路连通，分压器25接地，电源23流向LED26、分压器25并点亮LED26，限流器24、分压器25配合LED26，使其在电路中达到点亮与熄灭的条件。此时由橡胶按键20抬起与按下所导致的该电路中分压器25两端电压的变化将被比较器27捕获作为输入信号并发送给串行输出模块18。由于每一个配谐电容都存在一组手动连接感应模块，因此所有配谐电容的手动连接输入信号将以并行的方式传递给串行输出模块18，MCU控制模块1将接收来自串行输出模块18的数据，得知手动接入的配谐电容值。

C.半自动模式：本实用新型提供核磁共振找水仪精准程控配谐装置，支持半自动模式，先通过手动连接一部分配谐电容，再通过程控连接余下部分配谐电容的方式进行配谐，电容递增的起止范围、递增步进精度等参数由人工在PC机端输入。由手动连接感应模块9获取通过手动连接的配谐电容值，由程控连接模块6将剩余部分配谐电容17接入，并由本装置的其他模块协同作用一起完成其余部分的工作。

半自动模式在手动接好配谐电容后，关闭核磁共振找水仪箱体，即可开始程控配谐的工作了，首先MCU控制模块1通过手动连接感应模块9感知到手动连接的配谐电容值C_m，并通过通讯功能传递给PC机4，然后操作人员在PC机4的人机交互界面输入拉莫尔频率、配谐电容的递增起止范围、步长精度，便可以开始配谐的工作，直到找到最佳配谐电容。此模式缩小了程控接入的配谐电容值和数量，减小了电路的功耗，可以说是为专业人员以及在比较熟悉的环境下进行配谐提供了一种低功耗、高效率的便捷配谐模式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种核磁共振找水仪精准程控配谐装置，其特征在于，该装置包括：

MCU控制模块、配谐电容总模块、程控连接模块、状态监测模块、手动连接感应模块、电流互感器模块、存储器、以太网串口数据转换模块、无线路由器以及PC机；其中：

MCU控制模块，作为整个装置的二级控制单元，经过以太网串口数据转换模块和无线路由器与PC机进行实时通讯；接收来自电流互感器模块、状态监测模块和手动连接感应模块的输入信号并传送给PC机；

配谐电容总模块，包含多个配谐电容；

程控连接模块，相对应于每一个配谐电容包含多组程控连接电路，将对应的配谐电容接入到电路当中；

状态监测模块，向MCU控制模块实时传输工作时程控连接模块的各部分电路的状态，并将数据传送给PC机；

手动连接感应模块，对应在每个配谐电容的相应位置上，感知当前手动接入的配谐电容，并将感知到的多组输入信号传送给MCU控制模块；

电流互感器模块，包含电流互感器与A/D转换器，进行发射电流采集的工作，电流互感器采集到的电流信号经过A/D转换器后将发射电流的数值传送给MCU控制模块；

存储器，与MCU控制模块之间进行数据传输，保存每一次工作的时间和各个参数的值，其内部数据在调取后可显示在PC机的人机交互界面上；

PC机，通过无线路由器、以太网串口数据转换模块与MCU控制模块进行数据传输；

以太网串口数据转换模块，连接在MCU控制模块与无线路由器之间,实现串口与以太网之间的数据互换。

2.如权利要求1所述的核磁共振找水仪精准程控配谐装置，其特征在于，所述程控连接模块由并行输出模块、光电耦合器模块和高压继电器构成，光电耦合器模块内含多组光电耦合器，并行输出模块将MCU控制模块发送出的串行数据转换为并行模式分配到每一个光电耦合器中；光电耦合器接收MCU控制模块的信号控制高压继电器通断的模块；高压继电器模块，控制配谐电容是否接入发射回路的开关装置，内含多组高压继电器，接收到符合条件的控制信号时便会吸合，进而将连接在该高压继电器上的配谐电容接入到电路当中。

3.如权利要求2所述的核磁共振找水仪精准程控配谐装置，其特征在于，所述状态监测模块包括输出信号监测模块、光电耦合器监测模块、高压继电器监测模块，其中输出信号监测模块与并行输出模块相连，监测输出信号的实时状态；光电耦合器监测模块与光电耦合器的输出端相连，监测光电耦合器的输出端导通状态；高压继电器监测模块与高压继电器相连，监测高压继电器的吸合状态，输出信号监测模块、光电耦合器监测模块、高压继电器监测模块通过串行输出模块将状态信号传递给MCU控制模块，MCU控制模块通过以太网串口数据转换模块、无线路由器将此数据发送到PC机。

4.如权利要求1所述的核磁共振找水仪精准程控配谐装置，其特征在于，所述手动连接感应模块包括多组手动感应电路，相对应于每一个配谐电容，都存在一手动感应电路，每组手动感应电路包括高压铜条将配谐电连接到配谐电容总模块当中，高压铜条通过按键控制，当电路连通后，电源通过限流器流向LED，LED连接分压器接地，分压器通过一比较器连接在串行输出模块连接至MCU控制模块。

5.如权利要求4所述的核磁共振找水仪精准程控配谐装置，其特征在于，所述按键为橡胶按键，橡胶按键的外壁是绝缘体，橡胶按键的底部为导体，当橡胶按键没有外力下压时，底部与电路中的导线尚有一定距离，此时这部分电路为断路；当有外力将橡胶按键下压时，底部则会被按下，与导线接触，形成通路。