CN212482780U - 用于舰船或者潜航器的压力测量装置和水深测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于舰船或者潜航器的压力测量装置和水深测量装置。根据本实用新型的压力测量装置包括壳体，其具有筒体(11)和在端部将所述筒体封闭的封盖(5)，其中所述封盖(5)具有中心孔；至少一个压力传感器(6)，其安装在所述封盖(5)的中心孔中，由此使外界水压力通过所述封盖(5)的中心孔作用在所述至少一个压力传感器(6)上；潜水式电连接器(8)，其设置在所述筒体(11)上，并通过信号线与所述至少一个压力传感器(6)电连接。本实用新型提出的用于舰船或者潜航器的压力测量装置和水深测量装置，不但能够提升水深和水压测量数据的精确性，而且具有抗腐蚀及海水冲击的特性，易于组装和维护。

Description

用于舰船或者潜航器的压力测量装置和水深测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于舰船或者潜航器的压力测量装置和水深测量装置。

背景技术

在深海作业领域，舰船或者潜航器都需要实时检测下潜深度，以确保航行安全。由于水深和压力呈线性关系，一般会采用压力传感器来测量。压力传感器将采集的压力信号传输到控制室，再转化为水深数据显示出来。压力传感器被安装在舰船或潜航器的夹层中，长期受到海水化学腐蚀、海洋生物腐朽以及浪潮冲击，会造成压力传感器测量不准确，甚至损害等问题,进而影响到舰船或潜航器的测深数据不准，甚至安全事故。本实用新型所涉及的压力测量装置及水深测量装置旨在解决现有技术存在的诸多问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于舰船或者潜航器的压力测量装置和水深测量装置，其不但能够提升测量数据的精确性和可靠性，而且具有抗腐蚀及海水冲击的机械结构和安全可靠的电气线路，易于组装和维护。

为达到上述目的，本实用新型提出以下技术方案：

根据本实用新型的第一方面，提出一种用于舰船或者潜航器的压力测量装置，包括：壳体，其具有筒体和在端部将所述筒体封闭的封盖，其中所述封盖具有中心孔；至少一个压力传感器，其安装在所述封盖的中心孔中，由此使外界水压力通过所述封盖的中心孔作用在所述至少一个压力传感器上；潜水式电连接器，其设置在所述筒体上，并通过信号线与所述至少一个压力传感器电连接。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，在所述封盖外侧设有导压盖，通过所述导压盖将外界水压力传导至安装在所述封盖的中心孔处的所述至少一个压力传感器，使得压力传感器能够采集到压力数据。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，所述导压盖具有与所述封盖的中心孔相通的凹槽以及与外界水压力相通的侧孔，其中所述导压盖的侧孔使所述导压盖的凹槽与外界水压力连通，使得外界环境中的水通过导压盖的侧孔导入到凹槽中作用于压力传感器。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，在所述导压盖外部边缘侧设有防沙网，所述防沙网罩在所述导压盖的侧孔与外界相通的孔口上。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，所述防沙网表面设置多个微型针孔，能够有效防止大颗粒状固体进入到装置内部，对装置造成损坏。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，在筒体上设有连接器固定座，所述潜水式电连接器通过所述连接器固定座与筒体固定连接。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，所述连接器固定座上设置有至少一个用于安置密封圈的密封圈槽。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，在所述筒体的两端分别设置一个封闭所述筒体的封盖，其中在每个封盖的中心孔处分别布置一个压力传感器，并在每个封盖外侧分别设有一个导压盖，设置两个压力传感器的目的在于防止其中一个压力传感器损坏造成整个装置停止工作。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，在所述筒体外侧设置有安装支架，所述安装支架具有至少一个安装固定孔，安装支架通过安装固定孔将所述筒体固定于舰船上。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，所述压力传感器的测压敏感元件和电路处理单元构造成一体式密封结构。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，所述压力传感器的测压敏感元件选用钛材质膜片，提升测压敏感元件的耐腐蚀性。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，所述压力传感器构造成高精度硅电阻压力传感器，提升压力传感器的测量精度及准确性。

根据本实用新型的第一方面的一些实施方式，所述压力测量装置中接触水的结构部件材质为金属钛材质，和/或所述压力测量装置中的结构连接方式为氩弧焊接，由此具有抗腐蚀及海水冲击的效果。

根据本实用新型的第二方面，还提出一种水深测量装置，其中，所述水深测量装置包括控制器和如前所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中所述控制器根据由所述用于舰船或者潜航器的压力测量装置检测到的压力信号计算出水深。

与现有技术相比，本实用新型提供的用于舰船或者潜航器的压力测量装置和水深测量装置不但能够提升测量数据的精确性和可靠性，而且具有抗腐蚀及海水冲击的组成结构，易于组装和维护，解决了现有技术中压力传感器安装在舰船或潜航器的夹层中，长期受到海水化学腐蚀、海洋生物腐朽，以及浪潮冲击，会造成压力传感器测量不准确，甚至损害的问题。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记用于表示相同的部件。其中：

图1是根据本实用新型的用于舰船或者潜航器的压力测量装置的一个实施例的剖面图。

附图标记列表：

1.导压盖

2.第一螺钉

3.防沙网

4.第二螺钉

5.密封盖

6.第一压力传感器

7.第三螺钉

8.潜水式电连接器

9.密封圈

10.连接器固定座

11.筒体

12.第二压力传感器

13.安装支架

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅涉及本实用新型的一部分实施形式，而非全部的实施形式。基于本实用新型公开的实施例，本领域普通技术人员在无需做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变换措辞，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、产品或设备并不局限于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有具体列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。本领域技术人员应理解的是，在本申请说明书和权利要求书的描述当中，某些术语所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系而言的，其仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而非表示或暗示所指的装置、机构、结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施形式中。在说明书中的各个位置出现该措辞并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

图1是根据本实用新型的用于舰船或者潜航器的压力测量装置的一个实施例的剖面图。如图1所示，作为示例的压力测量装置包括壳体、用于采集压力信号的至少一个压力传感器 6和潜水式电连接器8。在此，壳体具有筒体11和在端部将所述筒体11封闭的封盖5，其中所述封盖5具有中心孔。用于采集压力信号的至少一个压力传感器6安装在所述封盖5的中心孔中，由此使外界水压力通过所述封盖5的中心孔作用在所述至少一个压力传感器6上，并因此被压力传感器的测压敏感元件所检测。潜水式电连接器8设置在所述筒体11上，并通过信号线与所述至少一个压力传感器6电连接，由此传递所检测到的压力信号。

壳体对压力测量装置的其他组成部件起到支撑保护的作用。壳体包括筒体11和封盖5，其中筒体11为耐腐蚀的金属材质，选用耐腐蚀的金属材质能够提高该装置的整体使用寿命，对筒体11内部的压力传感器6以及其他电子装置起到保护作用。在图1中，筒体为圆柱形，在圆柱形的两个底面处分别设置一个封盖5。可选地，根据舰船或者潜航器的的安装空间和压力测量装置本身的组成零部件，筒体也可以选择使用正方体、长方体、球体甚至不规则多面体形状，并结合筒体形状以及传感器数量和位置设置一个、两个或者多个封盖，这些封盖分别封闭筒体上对应的开口。

在示出的示例性的实施例中，在圆柱形筒体的两端分别设置一个封闭筒体的封盖5，其中在每个封盖5的中心孔处分别布置一个压力传感器6，并在每个封盖5外侧分别设有一个导压盖1。换句话说，在此设有两个封盖5，其分别封闭筒体11的圆柱形形状的底面和顶面所在的端面。封盖5能够完全将筒体11封闭，并避免外界水渗入到压力测量装置内部。

在图1中，筒体11内置了两个压力信号传感器，即第一压力传感器6和第二压力传感器12，其分别设置在处于筒体11的圆柱形形状两端的封盖5的中心孔中。例如，封盖5可以是具有一定厚度的圆形盖板，所述中心孔是在圆形盖板的圆心处的中心通孔，在此中心通孔中可以密封地插入传感器的安装部。

在压力测量装置工作的过程中，两个或者多个传感器可以起到相互备份的作用，如果其中一个传感器损坏，则另外一个传感器可以继续工作，将采集的信号进行处理，保证装置的运行。当然也可以考虑的是，设置一个、两个或者任意多个压力传感器，由此可以实现更加复杂的信号处理和可信性验证，或者提供更多可靠的冗余测量数据，防止其中一个或多个压力信号传感器损坏时，整套装置工作停止，确保压力信号能够可靠采集和稳定传输。

在此需要指出的是，压力传感器不限于如图1所示的处于筒体11两端的对应位置，即左右两端各有一个传感器，而是在保证压力传感器和外界有水压导通关系的情况下，也可以结合盖板5的数量和位置，改变传感器的布置方式，例如多个传感器布置在筒体11的同一侧。传感器布置在筒体的同一侧，能够给制造、安装和维护提供方便，同时便于获得偏差更小的测量数据。

在筒体11的封盖5的两端外侧还可以分别设置导压盖1，其中导压盖1的形状可以与封盖5相同，从而导压盖1能够表面齐平地盖住封盖5。在此实施例中，导压盖例如是具有一定厚度的圆形板。与封盖5的形状相应，导压盖1可以是圆形、方形、多边形等常规形状。导压盖1可以通过焊接或者螺纹连接等方式固定在封盖5上。在示例性的实施例中，导压盖 1例如通过第一螺钉2以螺纹连接方式固定于封盖5外侧，并因此遮盖住封盖5的中心孔。可选地，导压盖1和封盖5可以构造成一体结构，其同样具有前面以及后面所描述的结构特征。

一方面，导压盖1能够加强压力测量装置的壳体的机械强度，保护壳体内部电子元器件免受外部物理冲撞破坏；另一方面，导压盖1利用其结构改进外界水压力到传感器的传导路径和传递方式，显著改善水压测量的稳定性和数据可靠性。

如图1所示，导压盖1具有凹槽。在安装并固定到封盖5外侧的情况下，导压盖1的凹槽与封盖5的中心孔能够彼此导通。优选导压盖1在其几何中心处设置有中心凹槽，例如盲孔形式的中心凹槽，尤其是圆形凹槽，其朝着盖板5的方向敞开，并能够与盖板5的中心孔导通，从而能够将外界水压力传导穿过盖板5的中心孔，并继续传导至传感器的压力敏感元件。

为实现改善的外界水压力传导，同时改进传感器的压力检测环境，导压盖1还具有分别与导压盖1的凹槽和外界水压力相通的侧孔。也就是说，导压盖1的侧孔使所述导压盖1的凹槽与外界水压力连通。在此情况下，外界水压力通过导压盖1的侧孔孔口进入压力测量装置，经过导压盖1的侧孔到达导压盖1的中心凹槽，并继续经过导压盖1的中心凹槽传导至封盖5的中心孔，进而通过封盖5的中心孔，最终作用于传感器的压力敏感元件。

在示出的实施例中，导压盖1的侧孔在导压盖1的径向方向上从导压盖的圆周面延伸至导压盖的中心凹槽。侧孔在导压盖的外圆周上具有与外界相通的孔口，并在导压盖中心与中心凹槽相通。由于封盖和导压盖的特定结构，外界水压力沿着蜿蜒曲折的路径传导至传感器的压力敏感元件，因此不但可以有效抑制压力波动，提高测量精度，而且能有利避免物理碰撞冲击对测量过程的不利影响。

侧孔在导压盖外圆周上的孔口形状和在导压盖中的延伸路径不限于上述方式，也可以考虑侧孔在导压盖中转折两次或者更多次，然后才通到导压盖的中心凹槽。在其他一些实施例中，侧孔例如首先在导压盖中沿着导压盖的圆周方向延伸，然后再转向径向方向通到导压盖的中心凹槽。可选地，侧孔还可以首先在导压盖中沿着导压盖的圆周方向以顺时针和逆时针方向交替延伸，由此形成更加蜿蜒曲折的压力传递路径，提高波动抑制效果和改善测量精度。在确保外界水正常流通的情况下，侧孔孔口可以是圆形、椭圆形等具有流体动力学有益效果的形状。

外界水通过侧孔进入到导压盖1内的中心凹槽中，继续经过封盖5的中心孔，将外界的水压力传导至压力传感器中，使得压力传感器的压力敏感元件采集到对应的压力信号。在此，为了提升压力测量装置的耐腐蚀性以及应对外部恶劣环境，导压盖1外部还可以设有防沙网 3，防沙网3罩在所述导压盖1的侧孔与外界相通的孔口上。利用防沙网3，可防止大颗粒物体进入压力测量装置，对压力测量装置内部的元器件造成损伤，影响压力测量装置的正常和稳定工作。

在一些实施例中，防沙网3表面还可以设置多个，尤其是大量，微型针孔。优选微型针孔均匀布置，尤其是布满防沙网3的表面。这在提高物理防护效果的同时，还可以改善水流流动特性，减小压力波动对测量精度的影响。在示例性的实施例中，防沙网的连接方式优选用螺钉的固定方式，使用例如第二螺钉4将防沙网固定于导压盖1的外部边缘侧，提供保护功能。

在示例性的实施例中，筒体11水平放置。当然，也可以考虑筒体11以竖立或者其他姿态安装固定在舰船或者潜航器上。在筒体11上可以设置有连接器固定座10，所述连接器固定座优选通过第三螺钉7固定于筒体11上。所述潜水式电连接器8通过所述连接器固定座10与筒体11固定连接。为此，连接器固定座10上设置有密封圈槽，该密封圈槽用于放置密封圈9。其中，密封圈9优选使用氟橡胶材质，提升耐海水腐蚀性能。连接器固定座10将潜水式电连接器8固定于筒体11上部，便于传感器传输采集到的压力信号。

本实例中第一压力传感器6和第二压力传感器12采用高精度硅电阻压力传感器，使得采集信号更加精确。本实施例中第一压力传感器6和第二压力传感器12中的测压敏感元件选用钛材质膜片，提升元器件的耐腐蚀强度。进一步优选，第一压力传感器6和第二压力传感器12的测压敏感元件和电路处理单元构造成一体式密封结构，防止外部环境对第一压力传感器6和第二压力传感器12内部的电路单元和元件造成损坏。

需要指出的是，装置中的压力传感器不限定于高精度硅电阻压力传感器，可以是其他能够达到同样采集压力效果的压力传感器。所述压力传感器的测压敏感元件同样不限定于钛材质膜片，本领域中其他具有防水、耐腐蚀效果的材质同样可以被本装置使用。

在本实施例中，第一压力传感器6和第二压力传感器12通过信号线与潜水式电连接器8 电连接，将采集的压力信号通过信号线进行传输。两个压力传感器同时将两侧采集到的信号进行传输，可以对该信号进行备份使用，降低装置停止工作的风险。值得注意的是，同样可以将信号的传输方式设置为无线传输，或者是无线传输与有线传输结合部署，增强信号传输的稳定性及准确性，防止传输信号丢失，测量结果不够准确。

为固定于舰船或者潜航器上，压力测量装置还可以包括安装支架13。在图1中，安装支架13固定在筒体11的圆柱形外表面上。优选安装支架13与潜水式电连接器8径向相对地固定在筒体11的圆柱形外表面上。在图1的剖面图中，潜水式电连接器8安装在筒体11上侧，而安装支架13安装在筒体11下侧，两者在圆柱形筒体11的截面圆的径向上彼此相对。通过这种特定的安装方式，一方面实现结构受力的均衡，另一方面为机械和电气连接分别提供充分的安装和结构空间。可选地，安装支架13可以通过焊接、螺纹连接等方式固定在筒体11上，或者也可以与筒体11一体制造。

在示出的实施例中，安装支架13具有安装固定孔，用于与舰船或者潜航器连接和固定，优选在安装支架13上设置四个安装固定孔，使压力测量装置能够受力均匀并且稳定地固定于舰船或者潜航器上。本实施例中，安装支架13底部设置为四个安装固定孔，根据使用情况，可以增减安装固定孔的数量，或者改变安装固定孔的分布位置，由此压力测量装置可以灵活且快速地固定在舰船或者潜航器上，同时便于设备安装和维护。

特别适宜的是，压力测量装置中接触水的结构部件材质为金属钛材质，以防止腐蚀损坏。压力测量装置中的结构连接方式为氩弧焊接，提高抗压强度和漏水风险。

值得指出的是，在所述压力测量装置中接触水的结构部件材质不限定于金属钛材质，可选择其他具有相同效果的防腐蚀性能较好的材质。压力测量装置中涉及的结构连接方式不限定于氩弧焊接方式，其他提高抗压强度和漏水风险的连接方式同样可以被采用。

值得注意的是，此实施例中，所提到的用第一螺钉、第二螺钉、第三螺钉仅仅是对螺纹连接方式的简便描述，对导压盖、防沙网、连接器固定座等的连接方式，同样可以选择其他如焊接连接或者一体结构等方式，这些本领域常用的连接固定方式同样适用于本实用新型装置。

根据本实用新型的一些实施例，还提出一种水深测量装置，其中，所述水深测量装置包括控制器和如前所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中所述控制器根据由所述用于舰船或者潜航器的压力测量装置检测到的压力信号计算出水深。

控制器可以集成在压力测量装置的壳体中，例如在内部固定在筒体11上，并与压力测量装置的其他电子元器件电连接。可选地，控制器也可以与压力测量装置分开设置，例如通过无线传输进行远程数据传递和控制。将压力测量装置检测到的压力信号通过控制器计算，可以方便地得出水深，便于使用该装置的相关人员能够清楚地得到当前水深的数据，或者根据需要对舰船或者潜航器进行监控。

特别适宜的是，所述压力测量装置和水深测量装置视具体需求和硬件设置，还可以包含显示终端及分析软件，用于实时监测并预警待测压部位的压力变化及当前所述水深的深度变化。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的实用新型构思之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其特征在于，所述压力测量装置包括：

壳体，其具有筒体(11)和在端部将所述筒体封闭的封盖(5)，其中所述封盖(5)具有中心孔，

至少一个压力传感器(6)，其安装在所述封盖(5)的中心孔中，由此使外界水压力通过所述封盖(5)的中心孔作用在所述至少一个压力传感器(6)上，

潜水式电连接器(8)，其设置在所述筒体(11)上，并通过信号线与所述至少一个压力传感器(6)电连接。

2.根据权利要求1所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，在所述封盖(5)外侧设有导压盖(1)，通过所述导压盖(1)将外界水压力传导至安装在所述封盖(5)的中心孔处的所述至少一个压力传感器(6)。

3.根据权利要求2所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，所述导压盖(1)具有与所述封盖(5)的中心孔相通的凹槽以及与外界水压力相通的侧孔，其中所述导压盖(1)的侧孔使所述导压盖(1)的凹槽与外界水压力连通。

4.根据权利要求3所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，在所述导压盖(1)外部设有防沙网(3)，所述防沙网(3)罩在所述导压盖(1)的侧孔与外界相通的孔口上。

5.根据权利要求4所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，所述防沙网(3)表面设置多个微型针孔。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，在筒体(11)上设有连接器固定座(10)，所述潜水式电连接器(8)通过所述连接器固定座(10)与筒体(11)固定连接。

7.根据权利要求6所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，所述连接器固定座(10)上设置有至少一个用于安置密封圈(9)的密封圈槽。

8.根据权利要求2到5中任一项所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，在所述筒体的两端分别设置一个封闭所述筒体的封盖(5)，其中在每个封盖(5)的中心孔处分别布置一个压力传感器(6)，并在每个封盖(5)外侧分别设有一个导压盖(1)。

9.根据权利要求1到5中任一项所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，在所述筒体外侧设置有安装支架(13)，所述安装支架(13)具有至少一个安装固定孔。

10.根据权利要求1到5中任一项所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，所述压力传感器(6)的测压敏感元件和电路处理单元构造成一体式密封结构。

11.根据权利要求1到5中任一项所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，所述压力传感器(6)的测压敏感元件选用钛材质膜片。

12.根据权利要求1到5中任一项所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，所述压力传感器(6)构造成高精度硅电阻压力传感器。

13.根据权利要求1到5中任意一项所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中，所述压力测量装置中接触水的结构部件材质为金属钛材质，和/或所述压力测量装置中的结构连接方式为氩弧焊接。

14.一种水深测量装置，其中，所述水深测量装置包括控制器和如前述权利要求1到13中任一项所述的用于舰船或者潜航器的压力测量装置，其中所述控制器根据由所述用于舰船或者潜航器的压力测量装置检测到的压力信号计算出水深。

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