CN211626526U

CN211626526U - 一种适用于地下管道内的数据采集终端

Info

Publication number: CN211626526U
Application number: CN202020371953.XU
Authority: CN
Inventors: 傅仁轩; 王庆华; 丘永亮
Original assignee: Guangdong College of Industry and Commerce
Current assignee: Guangdong College of Industry and Commerce
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2030-03-20

Abstract

本实用新型提供了一种适用于地下管道内的数据采集终端，包括设有天线接口和传感器接口的外壳、控制电路板、电池、传感器以及天线；所述控制电路板和所述电池内置于所述外壳；所述天线安装于所述控制电路板，且所述天线的信号接收端通过所述外壳的天线接口置于所述外壳的外面；所述传感器与所述控制电路板电连接，并且通过所述外壳的传感器接口监测所述外壳的外部环境；所述外壳由圆柱体的本体和圆锥体的盖子组装而成；所述圆锥体的盖子的平面完全封盖所述圆柱体的本体的唯一进出口以使所述外壳的内部形成密闭空间。本实用新型提供了一种适用于地下管道内的数据采集终端，具备较好的防水性能，能够适应地下管道的工作环境。

Description

一种适用于地下管道内的数据采集终端

技术领域

本实用新型涉及自动化及无线通信技术领域，尤其是涉及一种适用于地下管道内的数据采集终端。

背景技术

随着工业自动化技术和无线通信技术的飞速发展，人们对SCADA系统的可靠性、实时性和灵活性提出了更高的要求。SCADA系统是工业控制的核心系统， SCADA系统即数据采集与监控系统，是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，能对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、信号测量、参数调节以及各类信号报警等功能。SCADA系统应用领域非常广泛，涵盖水利、燃气、电力、冶金、石油、化工等国计民生的重要领域和其他领域。通信方式一般选择无线通信方式，如2G、3G、4G、5G无线公网通信方式，这些监控站接入点功耗偏高，对于有交流电的场合用户可以接受，但对于道路井下、地下管道内必须使用电池供电的监控环境，用户不能接受，无法满足低功耗设备接入的需求，另外城市暴雨后雨水会淹没地下管道内的设备，雨水会浸入机盒内，设备即使浸泡在水中应能正常工作。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种适用于地下管道内的数据采集终端，具备较好的防水性能，能够适应地下管道的工作环境。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种适用于地下管道内的数据采集终端，包括设有天线接口和传感器接口的外壳、控制电路板、电池、传感器以及天线；

所述控制电路板和所述电池内置于所述外壳；

所述天线安装于所述控制电路板，且所述天线的信号接收端通过所述外壳的天线接口置于所述外壳的外面；

所述传感器与所述控制电路板电连接，并且通过所述外壳的传感器接口监测所述外壳的外部环境；

所述外壳由圆柱体的本体和圆锥体的盖子组装而成；所述圆锥体的盖子的平面完全封盖所述圆柱体的本体的唯一进出口以使所述外壳的内部形成密闭空间。

作为优选方案，所述圆柱体的本体的进出口设有密封椎管螺纹，与所述圆锥体的盖子设有对应的密封椎管螺纹配合，以使所述圆柱体的本体和所述圆锥体的盖子组装成所述外壳。

作为优选方案，所述的适用于地下管道内的数据采集终端，还包括圆形硅橡胶密封圈；所述圆锥体的盖子通过所述圆形硅橡胶密封圈与所述圆柱体的本体的进出口密封连接。

作为优选方案，所述外壳的传感器接口还设有防水电缆接头。

作为优选方案，所述外壳的内部包括两个腔室；所述控制电路板和所述电池分别置于所述两个腔室中。

作为优选方案，所述控制电路板置于所述外壳内的竖直方向上半部的腔室，所述电池置于所述外壳内的竖直方向下半部的腔室，并且所述控制电路板和所述电池之间用金属铝板隔开。

作为优选方案，所述控制电路板由四层电路构成，分别是元件面信号层、地层、电源层、焊接面信号层。

作为优选方案，所述控制电路板设有通信模块；且在所述控制电路板安装有所述通信模块的位置还设有散热板。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

本实用新型提供一种适用于地下管道内的数据采集终端，所述数据采集终端包括设有天线接口和传感器接口的外壳、控制电路板、电池、传感器以及天线；通过将所述控制电路板和所述电池密封于所述外壳内，从而与地下管道水隔离，有效避免所述控制电路板和所述电池在工作时沾水而导致电路故障；通过所述外壳的天线接口，使天线能够接收、发送信号，保持与外界联系，而且通过所述外壳的传感器接口，使传感器监测外部环境、采集数据，从而使所述数据采集终端正常运行通信功能和采集数据功能，同时具备防水能力；所述外壳由圆柱体的本体和圆锥体的盖子组装而成；所述圆锥体的盖子的平面完全封盖所述圆柱体的本体的唯一进出口以使所述外壳的内部形成密闭空间，从而利用盖子的斜面设计，水顺盖子的斜面流下，不易停留设备上，防止水渗入外壳内部，进而起到防水作用。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种适用于地下管道内的数据采集终端的第一剖面图；

图2是本实用新型实施例中的一种适用于地下管道内的数据采集终端的外壳组装示意图；

图3是本实用新型实施例中的一种适用于地下管道内的数据采集终端的外壳的本体结构图；

图4是本实用新型实施例中的一种适用于地下管道内的数据采集终端的外壳的盖子结构图；

图5是本实用新型实施例中的一种适用于地下管道内的数据采集终端的圆形硅橡胶密封圈的结构图；

图6是本实用新型实施例中的一种适用于地下管道内的数据采集终端的第二剖面图；

图7是本实用新型实施例中的一种适用于地下管道内的数据采集终端的透视图；

其中，1、外壳；2、控制电路板；3、电池；4、传感器；5、天线；6、通信模块；7、金属铝板；

11、盖子；12、圆形硅橡胶密封圈；13、本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1，本实用新型提供一种示例性实施例，一种适用于地下管道内的数据采集终端，包括设有天线接口和传感器接口的外壳1、控制电路板2、电池3、传感器4以及天线5；

所述控制电路板2和所述电池3内置于所述外壳1；

所述天线5安装于所述控制电路板2，且所述天线5的信号接收端通过所述外壳1的天线接口置于所述外壳1的外面；

所述传感器4与所述控制电路板2电连接，并且通过所述外壳1的传感器接口监测所述外壳1的外部环境；

所述外壳1由圆柱体的本体13和圆锥体的盖子11组装而成；所述圆锥体的盖子11的平面完全封盖所述圆柱体的本体13的唯一进出口以使所述外壳1的内部形成密闭空间。

可以理解的是，利用盖子11的斜面设计，水顺盖子11的斜面流下，不易停留设备上，防止水渗入外壳1内部。

在本实施例中，所述控制电路板2设有通信模块6，所述通信模块6通过所述天线5向外部发送信号或接收外部信号；所述电池3与所述控制电路板2连接，以使所述电池3向所述控制电路板2供电。

具体地，控制电路板2的尺寸为直径80mm的圆形；电池3为ER34615，19Ah 电池3，尺寸34mm*615mm。

所述圆柱体的本体13的进出口设有密封椎管螺纹，与所述圆锥体的盖子11设有对应的密封椎管螺纹配合，以使所述圆柱体的本体13和所述圆锥体的盖子11组装成所述外壳1。

另外，所述圆锥体的盖子11的密封椎管螺纹还可以缠绕生料带；加防水胶，进一步提升防水能力。

所述适用于地下管道内的数据采集终端，还包括圆形硅橡胶密封圈12；所述圆锥体的盖子11通过所述圆形硅橡胶密封圈12与所述圆柱体的本体13的进出口密封连接。

所述外壳1的传感器接口还设有防水电缆接头。

请参见图2，所述外壳1由圆柱体的本体13、圆锥体的盖子11、圆形硅橡胶密封圈12组装而成，外形尺寸，直径100mm，高度190mm；

请参见图3，圆柱体的本体13外直径100mm、内径98mm，材料为压铸铝，厚度2mm，高180mm。上部内侧带螺丝纹，螺丝纹高度10mm。

请参见图4，圆锥体的盖子11，材料为压铸铝，厚度2mm，如图所示，盖子 11下部分外侧带螺丝纹，螺丝纹高度10mm，盖子11内有放置密封圈的槽，槽内径97mm，外径101mm。

请参见图5，圆形硅橡胶密封圈12：内径97mm，外径101mm，厚度1mm。

具备防水能力的同时，所述外壳1采用铝合金材料，其外面刷防腐蚀油漆；内壁刷三防漆，放置干燥剂，起到防水、防潮、防尘的作用。

为了减低电磁辐射的干扰，本实施例还提供一种优化的适用于地下管道内的数据采集终端，技术方案如下：

请参见图6，所述外壳1的内部包括两个腔室；所述控制电路板2和所述电池3 分别置于所述两个腔室中。

请参见图7，所述控制电路板2置于所述外壳1内的竖直方向上半部的腔室，所述电池3置于所述外壳1内的竖直方向下半部的腔室，并且所述控制电路板2和所述电池3之间用金属铝板隔开。

可以理解的是，对于道路井下、地下管道内的监控环境，相比起高能耗的交流电供电方式，使用电池3供电更适合。为了解决电池辐射的问题，本实施例通过分隔控制电路板2及电池3，降低控制电路板2受到来自电池3的电磁辐射的影响，而且，利用金属铝分隔控制电路板2及电池3进一步减低电磁辐射的影响；将电池3置于下半部的腔室，使金属铝板7免于电池3置于上半部的腔室时承受过大压力。

本实施例将所述控制电路板2封装在金属的外壳1内，外部的辐射源与线路板相对绝缘，并且连接地线。

所述控制电路板2的电路设计，在环路有源器件的电源端和地端接入一个 0.1uF的瓷介电容，以此来缩短有源器件在电源线上引起的差模辐射电流的环路路径,有效地抑制电源线的差模辐射。

对所述控制电路板2的时钟源及布线设计时，将晶振设置于靠近CPU的位置，使晶振的时钟信号线尽可能短，从而减少时钟信号线作为辐射天线5的长度，进而减少了时钟的电流环面积；

同时，为了限制时钟信号对印制板的引出线耦合，时钟电路远离输入/输出引线或电路的地方；为了减少串扰，时钟信号线不应在长距离内与信号线或数据总线并行走线；

所述控制电路板2由四层电路构成，分别是元件面信号层、地层、电源层、焊接面信号层。

本实施例能够减少元器件及电路所产生的电磁漏泄，使得设备正常工作时能有效抑制电路的差模辐射。

所述控制电路板2的电路设计，将工作地、保护地、模拟地、数字地分别接至大地，以尽量减小地电位电压；

所述控制电路板2还设有外拖电缆；在输入输出电路的位置设置“干净地”以减小电缆上的共模电压。

为了避免器件因过热失效导致电子设备的可靠性将下降，本实施例还提供一种优化的适用于地下管道内的数据采集终端，技术方案如下：

在所述控制电路板2安装有所述通信模块6的位置还设有散热板。

可以理解的是，终端设备在工作期间所消耗的电能，如通信模块6，电源，除了有用功外，大部分转化成热量散发。设备产生的热量，使内部温度迅速上升，因此，在高发热器件如通信模块6、电源辅以2mm厚的铝板散热，有利于及时将该热量散发，使设备降温。

进一步地，所述控制电路板2的水平方向的大功率器件沿着所述控制电路板2 的边沿布置。

本实施例有利于缩短传热路径，加快设备散热。

所述控制电路板2的垂直方向的大功率器件布置在所述控制电路板2的上方。

本实施例有利于减少大功率器件工作时对其他器件温度的影响。

另外，本实用新型还提供一种实施例：将丙烯酸树脂三防漆涂覆在控制电路板2及零组件上，固化后形成一层透明保护膜，用于保护电路板及其相关设备免受环境的侵蚀，电路板具有防水、防潮、防尘“三防”性能和耐冷热冲击、耐老化、耐辐射、耐盐雾、耐臭氧腐蚀、耐振动等性能。当电路板工作于有污染物，如盐类喷雾、沙土、燃料、酸、及其它腐蚀性的蒸汽及霉菌等可能受到环境不利因素影响时，可以降低或消除电子操作性能衰退状况，有效提高产品质量，减少昂贵的保用期故障费用。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种适用于地下管道内的数据采集终端，其特征在于，包括设有天线接口和传感器接口的外壳、控制电路板、电池、传感器以及天线；

所述控制电路板和所述电池内置于所述外壳；

2.如权利要求1所述的适用于地下管道内的数据采集终端，其特征在于，所述圆柱体的本体的进出口设有密封椎管螺纹，与所述圆锥体的盖子设有对应的密封椎管螺纹配合，以使所述圆柱体的本体和所述圆锥体的盖子组装成所述外壳。

3.如权利要求2所述的适用于地下管道内的数据采集终端，其特征在于，还包括圆形硅橡胶密封圈；所述圆锥体的盖子通过所述圆形硅橡胶密封圈与所述圆柱体的本体的进出口密封连接。

4.如权利要求3所述的适用于地下管道内的数据采集终端，其特征在于，所述外壳的传感器接口还设有防水电缆接头。

5.如权利要求1所述的适用于地下管道内的数据采集终端，其特征在于，所述外壳的内部包括两个腔室；所述控制电路板和所述电池分别置于所述两个腔室中。

6.如权利要求5所述的适用于地下管道内的数据采集终端，其特征在于，所述控制电路板置于所述外壳内的竖直方向上半部的腔室，所述电池置于所述外壳内的竖直方向下半部的腔室，并且所述控制电路板和所述电池之间用金属铝板隔开。

7.如权利要求1所述的适用于地下管道内的数据采集终端，其特征在于，所述控制电路板由四层电路构成，分别是元件面信号层、地层、电源层、焊接面信号层。

8.如权利要求1所述的适用于地下管道内的数据采集终端，其特征在于，所述控制电路板设有通信模块；且在所述控制电路板安装有所述通信模块的位置还设有散热板。