[发明专利]一种水下多功能交流电机控制和测试装置

说明书

本发明公开了一种水下多功能交流电机控制和测试装置，利用霍尔传感器器件、AD7888芯片以及调理模块，将多路交流有效值转换成交流电压信号，提高了检测精度，简化电路，减少PCB面积，适用于深海，最大深度设计能够到达世界最深点；其中利用低功耗高可靠的单片机，采用光电复合缆进行供电和通讯，实现了对交流电机电压、电流、传感器长期原位实时数据采集，并且单片机将采集到的数据通过一定的计算处理、校验，将各路交流电机电压、电流有效值、传感器长期原位实时数值在触摸屏或者上位机程序上显示且保存。

技术领域

本发明涉及水下交流电机控制、原位测试领域的装置，尤其适用于全海深的一种高精度多路交流电机控制、检测以及保护，且能够进行水下长期原位实时测试环境参数装置。

背景技术

我国是一个大陆国家，同时也是一个海洋国家。从陆地上矿产资源的储藏总量来看，我国是一个资源比较丰富的国家，但是我国人口基数大，矿产资源的人均拥有量远低于世界人均水平。深海海底蕴藏着丰富的金属矿产、能源、生物资源是极为重要的可接替资源，从提高我国资源人均拥有量和保证我国经济可持续发展原则出发，我国应加快进行深海资源勘探、开发。

传统深海资源勘探的通常是功能单一，实时性差，扩展性差，未能够水下长期原位实时测试，且通常虽然能够被动的接收环境测试数据，但是无法主动对深海传感器或者小型作业装置进行控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水下高精度多路交流电机控制、检测及保护，且能够进行水下原位实时测试环境参数的装置的设计方案，以解决水下多路交流电机控制、检测、保护以及水下原位实时测试环境参数的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水下多功能交流电机控制和测试装置，包括：耐压腔体、传感器部分和深海交流电机控制保护电路；

所述深海交流电机控制保护电路设置于所述耐压腔体内，包括：交流电机控制模块和数据采集检测保护模块；

所述数据采集检测保护模块包括依次连接的霍尔器件、调理电路和AD采集器；

所述交流电机控制模块包括单片机，所述单片机连接于所述AD采集器；

所述传感器部分连接于所述深海交流电机控制保护电路。

优选的，所述霍尔器件包括霍尔电压传感器和霍尔电流传感器，所述霍尔电压传感器的输入口与交流电机的电压相连接，所述霍尔电流传感器的输入口与所述被检测交流电机的电流端相连接。

优选的，所述单片机的SPI端口与所述AD采集器的输出引脚相连接。

优选的，所述交流电机控制模块还包括继电器和光耦；所述单片机的模拟端口与所述光耦的输入口相连接，所述光耦的输出端口与所述继电器相连接。

优选的，所述数据采集检测保护模块还包括电机断路器，所述电机断路器连接于所述继电器和电源之间。

优选的，当交流电机的电流大于设定的电流，所述单片机的GPIO模拟端口能够输出低电平，使得所述光耦输出低电平，继而所述继电器输出低电平，从而切断所述交流电机的供电电路。

优选的，所述深海交流电机控制保护电路还包括显示模块，所述显示模块包括触摸屏、上位机和数据线，所述触摸屏或所述上位机与所述单片机的通讯接口连接。

优选的，控制方法包括：首先进行系统时间设置，然后判断是否已进行电机参数设置，如果已经设置，再判断是否已经进行外接传感器参数设置，如果已经进行设置，则开启系统控制，系统开始运行，直到完成所有系统控制，并将历史数据保存，系统运行结束。

优选的，所述传感器部分包括CTD、pH、DO、CH₄和CO₂传感器。