CN207173929U - 一种无密封电磁铁声学释放控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无密封电磁铁声学释放控制电路。所述声学释放控制电路3由主控电路4、释放电路5、反馈电路6、调试通信电路7及电池电量检测电路8组成。所述释放电路5、反馈电路6、调试通信电路7和电池电量检测电路8均与所述主控电路4电连接。所述释放控制电路3与承压密封舱9内的信号解码模块1、电池组2相连接，所述释放控制电路3经由水密接插件14与承压密封舱9外部的水密电缆11相连，并通过水密电缆11经由分线结12与无密封电磁铁机械释放装置10的两根控制线13相连接。所述无密封电磁铁声学释放控制电路克服了现有声学释放器存在的动密封困难、控制线较多、释放时间长的问题，提高了释放过程的稳定性和可靠性。

Description

一种无密封电磁铁声学释放控制电路

技术领域

本实用新型属于海洋设备及工程应用领域，涉及一种无密封电磁铁声学释放控制电路，适用于声学释放器内部驱动控制电路与信号解码模块间的通信、控制释放及反馈信息的回收与发射。

背景技术

深海声学释放器用于实现深海各种潜标式海洋参数测量系统和海底地质取样设备的投放和回收，是海底资源开发利用活动中必不可少的重要装备。深海声学释放系统由甲板控制单元和水下声学释放器组成。声学释放器包括声学换能器、承压密封舱、机械释放装置，承压密封舱内部包括信号解码电路、驱动控制电路和电池组。对于无密封的声学释放器，将驱动装置设置于承压密封舱外部，从而避开动密封难题。目前，无密封声学释放器具有电机驱动和电磁铁驱动两种释放模式。驱动控制电路的工作原理为：接收信号解码模块送来的有效信号，发出释放命令，控制机械释放装置工作，完成释放过程。

现有的声学释放器及其驱动电路存在以下不足：

1、传统的声学释放器，驱动装置位于承压密封舱内部，具有动密封困难的难题，对承压密封舱的材料和加工工艺有着很严格的要求。同时增加了承压密封舱的体积和重量，使得传统声学释放器存在体积大、重量大的缺点。

2、对于无密封的声学释放器，电机驱动模式存在控制线较多的问题，增加了不可控因素，同时存在释放时间长的缺点。

3、现有声学释放器的驱动电路大多只有控制释放的功能，对释放反馈信息的收集，很少涉及。

发明内容

为了克服现有声学释放器的不足，本实用新型提供一种无密封电磁铁声学释放控制电路。所述无密封电磁铁声学释放控制电路采用已有的无密封电磁铁机械释放装置，既规避了传统声学释放器的水下动密封难题，又克服了无密封电机驱动释放装置控制线较多、释放时间长的问题。同时，通过反馈电路，解决了现有声学释放器驱动控制电路的不足，提高了释放过程的稳定性和可靠性。

为实现上述目标，本实用新型采用以下技术方案：

一种无密封电磁铁声学释放控制电路，由主控电路、释放电路、反馈电路、调试通信电路及电池电量检测电路组成。所述释放电路、反馈电路、调试通信电路及电池电量检测电路均与所述主控电路电连接，而相互之间保持独立，不存在电连接。所述释放控制电路属于一种无密封声学释放器驱动控制电路，所述释放控制电路与承压密封舱内的信号解码模块、电池组相连接，所述释放控制电路经由水密接插件与承压密封舱外部的水密电缆相连，并通过水密电缆经由分线结与无密封电磁铁机械释放装置的两根控制线相连接。

所述主控电路采用单片机作为主控芯片，包括时钟电路和初始化电路，同时保持与释放电路、反馈电路、调试通信电路及电池电量检测电路的连接。

所述释放电路包括继电器控制电路，与单片机的一个I/O口相连，同时继电器与电磁铁的两根控制线相连接。

所述反馈电路包括方波平移电路、方波-正弦波转换电路、峰值测量电路。方波平移电路一端与单片机的一个具有方波信号输出功能的I/O口相连，另一端与方波-正弦波转换电路连接；方波-正弦波转换电路的另一端与电磁铁其中一条与继电器控制电路输出端连接的控制线相连；峰值测量电路一端连接在方波-正弦波转换电路与电磁铁控制线相连处，另一端与单片机一个具有AD功能的I/O口相连接。

所述电池电量检测电路采用电阻分压的方式，一端与电池组的正极相连，一端与单片机具有一个功能的I/O口相连接。

所述释放控制电路能够实现控制释放、反馈交互、串口调试、程序烧录和电池电量检测等功能。

所述无密封电磁铁声学释放控制电路的使用方法包括以下步骤：

1、控制释放

1)、信号解码模块发出有效的释放命令；

2)、在电池组的供电下，信号解码模块将信号传送至所述释放控制电路，唤醒主控电路进行工作；

3)、所述释放电路工作，通过水密电缆驱动承压密封舱外的无密封电磁铁机械释放装置工作；

4)、无密封电磁铁机械释放装置工作，完成释放过程。

2、反馈信息的回收与发射

1)、释放命令执行前，所述反馈电路发射正弦波信号；

2)、正弦波信号经由水密电缆通过电磁铁线圈，电压有效值发生变化；

3)、所述反馈电路测量电压的有效值，作为初值；

4)、电磁铁工作，内部软铁芯产生位移，电磁铁线圈产生电感变化；

5)、所述反馈电路再次发射相同的正弦波信号，通过水密电缆经过电磁铁线圈；

6)、电感线圈产生电压变化，通过水密电缆传回至所述反馈电路；

7)、所述反馈电路测量电压的有效值，作为终值；

8)、所述主控电路计算初值与终值的差，通过与实验所得数据对比，计算反馈信息；

9)、若根据计算所得的反馈信息，判定并未完成释放过程，则所述释放电路再次工作，直至计算所得反馈信息在实验数据范围内；

10)、所述主控电路将反馈信息传至信号解码模块，同时自身进入睡眠模式，保持低功耗。

3、电池电量检测

1)、所述主控电路内部初始化，设置定时器；

2)、定时器设定时间到达后，唤醒所述主控电路，所述主控电路控制电池电量检测电路工作；

3)、所述电池电量检测电路测定剩余电压的大小，与实验数据对比；

4)、若所测得的剩余电压的大小高于实验设定值，则所述主控电路直接进入睡眠模式，等待下次定时器定时到达后再次工作；

5)、若所测得的剩余电压的大小低于实验设定值，则所述主控电路发出报警信号，并将报警信号发送给信号解码模块，所述主控电路等待执行下一个命令。

4、调试与通信电路，用于串口通信和程序烧录调试，该部分为常规设计电路部分，不再赘述。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、采用已有的无密封电磁铁机械释放装置，既规避了传统声学释放器的水下动密封难题，又克服了无密封电机驱动释放装置控制线较多、释放时间相对长的问题；

2、设计了反馈电路，能够回收和发射释放过程的反馈信息，弥补了现有声学释放器很少考虑释放过程反馈信息的问题，提高了释放过程的稳定性和可靠性；

3、电路设计简单有效，各个电路分模块供电和工作，保持了电路低功耗的特点；

4、采用模块化电路设计，当电路故障时，便于调试和更换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型所述的声学释放控制电路及其所涉及的声学释放器模块示意图。

图2为本实用新型所述的无密封电磁铁工作前后示意图。

图3为本实用新型所述的释放反馈电路各部分的逻辑结构图。

图4为本实用新型所述的主控电路工作程序框图。

附图中，1为信号解码模块，2为电池组，3为释放控制电路，4为主控电路，5为释放电路，6为反馈电路，7为调试通信电路，8为电池电量检测电路，9为承压密封舱，10为无密封电磁铁机械释放装置，11为水密电缆，12为分线结，13为电磁铁控制线，14为水密接插件，15为弹簧，16为电磁铁线圈，17为软铁芯，18为运动位移，19时钟电路，20初始化电路，21继电器控制电路，22方波平移电路，23方波-正弦波转换电路，24峰值测量电路，25分压电路。

具体实施方式

实施例

参见附图1，一种无密封电磁铁声学释放控制电路3，由主控电路4、释放电路5、反馈电路6、调试通信电路7及电池电量检测电路8组成。所述释放电路5、反馈电路6、调试通信电路7及电池电量检测电路8均与所述主控电路4电连接，而相互之间保持独立，不存在电连接。所述释放控制电路3属于一种无密封声学释放器驱动控制电路，所述释放控制电路3与承压密封舱9内的信号解码模块1、电池组2相连接，所述释放控制电路3经由水密接插件14与承压密封舱外部的水密电缆11相连，并通过水密电缆11经由分线结12与无密封电磁铁机械释放装置10的两根控制线13相连接。

参见附图3，所述主控电路4采用MSP430G2553作为主控芯片，由时钟电路19、初始化电路20组成。

参见附图3，所述释放电路5包括继电器控制电路21，与单片机的P2.3口相连接。

参见附图3，所述反馈电路6包括方波平移电路22、方波-正弦波转换电路23和峰值测量电路24。方波平移电路22一端与单片机P1.6口相连，另一端与方波-正弦波转换电路23连接；方波-正弦波转换电路23的另一端与电磁铁其中一条与继电器控制电路21输出端连接的控制线相连；峰值测量电路24一端连接在方波-正弦波转换电路23与电磁铁控制线相连处，另一端与单片机具有AD功能的P1.7口相连接。

参见附图3，所述电池电量检测电路8，包括分压电路25，采用电阻分压的方式，一端与电池组的正极相连，一端与单片机具有AD功能的P1.0口相连接。

所述无密封电磁铁声学释放控制电路的使用方法包括以下步骤：

1、控制释放

1)、信号解码模块发出有效的释放命令；

2)、在电池组的供电下，信号解码模块将信号传送至所述释放控制电路，唤醒主控电路进行工作；

3)、所述释放电路工作，通过水密电缆驱动承压密封舱外的无密封电磁铁机械释放装置工作；

4)、无密封电磁铁机械释放装置工作，完成释放过程。

2、反馈信息的回收与发射

1)、释放命令执行前，所述反馈电路发射正弦波信号；

2)、正弦波信号经由水密电缆通过电磁铁线圈，电压有效值发生变化；

3)、所述反馈电路测量电压的有效值，作为初值；

4)、电磁铁工作，内部软铁芯产生位移，电磁铁线圈产生电感变化；

5)、所述反馈电路再次发射相同的正弦波信号，通过水密电缆经过电磁铁线圈；

6)、电感线圈产生电压变化，通过水密电缆传回至所述反馈电路；

7)、所述反馈电路测量电压的有效值，作为终值；

8)、所述主控电路计算初值与终值的差，通过与实验所得数据对比，计算反馈信息；

9)、若根据计算所得的反馈信息，判定并未完成释放过程，则所述释放电路再次工作，直至计算所得反馈信息在实验数据范围内；

10)、所述主控电路将反馈信息传至信号解码模块，同时自身进入睡眠模式，保持低功耗。

3、电池电量检测

1)、所述主控电路内部初始化，设置定时器；

2)、定时器设定时间到达后，唤醒所述主控电路，所述主控电路控制电池电量检测电路工作；

3)、所述电池电量检测电路测定剩余电压的大小，与实验数据对比；

4)、若所测得的剩余电压的大小高于实验设定值，则所述主控电路直接进入睡眠模式，等待下次定时器定时到达后再次工作；

5)、若所测得的剩余电压的大小低于实验设定值，则所述主控电路发出报警信号，并将报警信号发送给信号解码模块，所述主控电路等待执行下一个命令。

4、调试与通信电路，用于串口和程序烧录调试，该部分为常规设计电路部分，不再赘述。

最后应说明的是：上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种无密封电磁铁声学释放控制电路，其特征在于：所述无密封电磁铁声学释放控制电路由主控电路、释放电路、反馈电路、调试通信电路和电池电量检测电路组成，所述释放电路、反馈电路、调试通信电路和电池电量检测电路均与所述主控电路电连接，而相互之间保持独立，不存在电连接；所述释放控制电路与承压密封舱内的信号解码模块及电池组相连接，所述释放控制电路经由水密接插件与承压密封舱外部的水密电缆相连，并通过水密电缆经由分线结与无密封电磁铁机械释放装置的两根控制线相连接。

2.如权利要求1所述的一种无密封电磁铁声学释放控制电路，其特征在于：所述主控电路采用低功耗单片机作为主控芯片，包括时钟电路和初始化电路，同时保持与释放电路、反馈电路、调试通信电路及电池电量检测电路的连接。

3.如权利要求1所述的一种无密封电磁铁声学释放控制电路，其特征在于：所述释放电路包括继电器控制电路，与单片机的一个I/O口相连，同时继电器与电磁铁的两根控制线相连接。

4.如权利要求1所述的一种无密封电磁铁声学释放控制电路，其特征在于：所述反馈电路包括方波平移电路、方波-正弦波转换电路、峰值测量电路，所述方波平移电路一端与单片机的具有方波信号输出功能的I/O口相连，另一端与所述方波-正弦波转换电路连接；所述方波-正弦波转换电路的另一端与电磁铁的一条与继电器控制电路输出端连接的控制线相连；所述峰值测量电路一端连接在所述方波-正弦波转换电路与电磁铁控制线相连处，另一端与单片机具有AD功能的一个I/O口相连接。

5.如权利要求1所述的一种无密封电磁铁声学释放控制电路，其特征在于：所述电池电量检测电路采用电阻分压的方式，一端与所述电池组的正极相连，另一端与单片机一个具有AD功能的I/O口相连接。