CN2775670Y - 海缆三维探测器 - Google Patents

Abstract

海缆三维探测器，它包括机壳(1)、传感器(2)、电路板(3)、密封盖(5)，机壳(1)内固定有安装架(4)，传感器(2)、电路板(3)固定在安装架(4)上；脐带电缆(6)固定在机壳侧端，脐带电缆(6)连接外接电源；机壳(1)上端固定有手柄(7)；所述指示灯面板(8)与电路板(3)电连接。本实用新型结构合理、体积小、重量轻，便于潜水员携带，并根据接受信号的强弱来移动自己的位置，从而快捷的定位出海缆的位置。

Description

海缆三维探测器

技术领域

本实用新型涉及一种用于电缆故障的探测仪器，更具体地说它是一种海缆三维探测器。

背景技术

海底电缆埋设后，一旦故障，维修较为困难，特别是故障点的准确定位，成了维修海缆的关键问题。经检索专利号为91229296.2的电缆障碍探测仪，其基本构成和原理为：由振荡器和接收器两部分组成，振荡器由晶振源经分频放大产生超低频探测信号，送电缆障碍线；接收器沿电缆探测，信号被精确选频，高倍率放大后，由其幅度变化来确定障碍部位。但该仪器不能适用于海缆的障碍修复，仅能适用于陆地电缆修复工作，特别是水深较深且埋深较深的海缆断点探测对电缆障碍探测器提出了更高的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种海缆三维探测器。它体积小、重量轻，方便潜水员感知信号的变化。

其基本原理是：利用有源探测法，即在海底电缆内注入超低频信号后，用传感器(磁棒)、检测设备，检测海缆周围的磁场信号并以适当的方式让潜水员感知，从中可判断出海缆的准确路由和故障点的位置，并能使潜水员在水底下操作使用，能准确找到故障点位置的仪器。

本实用新型的目的是通过如下措施来达到的：海缆三维探测器，它包括机壳1、传感器2、电路板3、密封盖5，所述机壳1为方形机箱、机壳1内固定有安装架4，传感器2、电路板3固定在安装架4上；所述传感器2、电路板3通过导线连接，脐带电缆6固定在机壳侧端，脐带电缆6连接外接电源，密闭盖5固定机壳1的上端；所述机壳1上端固定有手柄7；所述密闭盖5下有指示灯面板8，所述指示灯面板8与电路板3电连接。

在上述技术方案中，所述电路板3由小信号放大电路9、次级可变增益放大电路10、滤波电路11、整流电路12、数据采集及处理电路13组成；所述电路板3上的小信号放大电路9依次与次级可变增益放大电路10、滤波电路11、整流电路12、数据采集及处理电路13电连接。

在上述技术方案中，所述指示灯面板8是与电路板3上的数据采集及处理电路13连接。

本实用新型海缆三维探测器具有如下优点：结构合理、体积小、重量轻，便于潜水员携带(潜水员手握手柄即可)，潜水员可在水底根据多种信号(指示灯面板上的指示灯显示)方便地调整探测器的指向，同时根据接受信号的强弱来移动自己的位置，从而快捷地定位出海缆的位置。另外，水下的信号也可以通过脐带电缆传到水上进行处理。

附图说明

图1为本实用新型海缆三维探测器的结构示意图；

图2为本实用新型海缆三维探测器的俯视图；

图3为本实用新型海缆三维探测器电路板结构框图；

图4为本实用新型海缆三维探测器电路板部分电路的电路图；

图5为本实用新型海缆三维探测器电路板的数据采样及处理电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况：但它们并不构成对本实用新型的限制。

从附图可知：本实用新型海缆三维探测器，它包括机壳1、传感器2、电路板3、密封盖5，所述机壳1为方形机箱、机壳1内固定有安装架4，传感器2、电路板3固定在安装架4上；所述传感器2、电路板3通过导线连接，脐带电缆6固定在机壳侧端，脐带电缆6连接外接电源，密闭盖5固定机壳1的上端；所述机壳1上端固定有手柄7；所述密闭盖5下有指示灯面板8，所述指示灯面板8与电路板3电连接。所述电路板3由小信号放大电路9、次级可变增益放大电路10、滤波电路11、整流电路12、数据采集及处理电路13组成；所述电路板3上的小信号放大电路9依次与次级可变增益放大电路10、滤波电路11、整流电路12、数据采集及处理电路13电连接。所述指示灯面板8与电路板3上的数据采集及处理电路13连接。

在本实用新型中：传感器为一圆柱形磁棒，用来接收来自线缆辐射的低频信号，该磁棒周围分层密绕Φ0.35mm的漆包线，线圈匝数为10000。中心填充矽钢片，在线圈两端并接10μF的电容；灵敏度高，信号选择性好，中心频率为377Hz，且有较好的方向性。

电路板尺寸小，功能全，抗干扰能力强。经合理设计和精心布线，多级放大选频、检波、信号转换和信号显示等多种功能的电路整合在面积十分有限的电路板上，满足了尺寸和功能要求。电路部分主要由以下几个部分组成。

1.小信号放大电路。

其作用是对四路传感器上的小信号进行选通放大，放大器本身引入的噪声要小，并且其中两路的增益要完全相同。

2.次级可变增益放大电路。

其作用是放大信号，并进行50Hz陷波。50Hz的市电信号通常比有用信号强得多，能对探测器产生较大的干扰，因此必须对其进行陷波。同时为了适应不同的探测范围，也有必要对放大器的增益进行调整。

为减小体积，提高电路灵活性和稳定性，采用了Maxim公司的模拟集成滤波器Max267，单片机AT89C2051对Max267进行编程，放大、滤波集于一身，使用灵活。设置参数如下：中心频率25Hz，放大量30dB。放大滤波器的带宽为2Hz；滤波器的100KHz的参考工作频率由AT89C2051单片机提供。电压放大电路，经Maxim267输出的信号还需进一步放大，为简化电路，采用电压负反馈运算放大电路来实现，电压放大运放采用低漂移特性的LF421度集成运放，放大器的电压增高为V₀＝R_f/R_l≈10。

3.滤波电路。

其作用是放大信号，并进行滤波。为减小体积，提高电路灵活性和稳定性，采用了Maxim公司的模拟集成滤波器Max267，单片机AT89C2051对Max267进行编程，放大、滤波集于一身，使用灵活。设置参数如下：中心频率377Hz，放大量30dB。放大滤波器的带宽为10Hz；滤波器的100KHz的参考工作频率由AT89C2051单片机提供。

其电路的作用是将检波后的直流信号变换成驱动若干个发光二极管的电流信号，并使点亮的发光管的数量与输入信号的电压成正比。

4.整流电路。

其作用是将滤波器的信号整成半波信号，再将其送入AD转换电路进行采样转换成数字信号。

5.数据采样及处理电路。

其主要功用是将模拟信号转换成数字信号，再由单片机编程对其进行处理，并将计算所得结果输出用于驱动指示灯。

需要说明的是上述电路板上的各电路均为现有技术。

本实用新型线海缆三维探测器的工作原理为：海缆辐射的低频信号被磁棒接收后，进入前置放大电路放大。首先通过50Hz的陷波电路滤掉较强的市电干扰信号进入主放大电路，再进入滤波电路。滤波电路中心频率377Hz，放大量30dB。放大滤波器的带宽为10Hz；滤波器的100KHz的参考工作频率由AT89C2051单片机提供。单片机AT89C2051将事先编制好并写入其程序存贮器的程序控制其工作。首先，向滤波器中写入数据并起动滤波器开始工作并监视整个全放电路的工作，同时，供给滤波器工作频率。滤波后信号经电压负反馈运算放大电路放大，就处理为377Hz的交流信号。下一步，377Hz的交流信号通过整流电路处理为377Hz的半波信号。然后，377Hz的半波信号进入数据采样及处理电路，转换成数字信号，并由单片机处理后驱动二极管发光，其中两路信号的强度和灯的亮度成正比，另外两路信号经比较大小后驱动机壳两端的大二极管，从而方便潜水员的水下作业，提高故障探测的速度和精度。

需要说明的是：对于所属领域的技术人员来说，在不改变本实用新型原理的前提下还可以对本实用新型做出若干的改变或变形，这同样属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1、海缆三维探测器，其特征在于它包括机壳(1)、传感器(2)、电路板(3)、密封盖(5)，所述机壳(1)为方形塑料机箱、机壳(1)内固定有安装架(4)，传感器(2)、电路板(3)固定在安装架(4)上；所述传感器(2)、电路板(3)通过导线连接，脐带电缆(6)固定在机壳侧端，脐带电缆(6)连接外接电源，密闭盖(5)固定机壳(1)的上端；机壳(1)上端固定有手柄(7)；所述密闭盖(5)下有指示灯面板(8)，所述指示灯面板(8)与电路板(3)电连接。

2、根据权利要求1所述的海缆三维探测器，其特征在于所述电路板(3)由小信号放大电路(9)、次级可变增益放大电路(10)、滤波电路(11)、整流电路(12)、数据采集及处理电路(13)组成；所述电路板(3)上的小信号放大电路(9)依次与次级可变增益放大电路(10)、滤波电路(11)、整流电路(12)、数据采集及处理电路(13)电连接。

3、根据权利要求1所述的海缆三维探测器，其特征在于所述指示灯面板(8)是与电路板(3)上的数据采集及处理电路(13)连接。

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