[发明专利]自动进行水气介质识别的触底传感器进行触底识别的方法

摘要

自动进行水气介质识别的触底传感器进行触底识别的方法，传感器包括前后两个仓室，前后仓室之间有一条间隙；前后仓室内部分别安装发射和接收超声晶片，两种晶片分别位于上述间隙两侧，仓室内还有磁性接近开关和由微功耗单片机、超声检测模块、触底检测模块三部分组成的检测电路。其方法包括将传感器安装在坐底式设备的吊装机构上，利用磁力部件与磁性接近开关的距离变化检测是否坐底，利用空气和水中超声波的衰减差异检测是否入水。本发明采用超声检测和磁性开关相结合的方法，杜绝了调查船甲板上触底过程导致的误操作；采用微功耗单片机大大提高传感器输出信号的可靠性与稳定性；传感器的四种信号状态可以拓展应用到海洋测量仪器作业过程的判断。

主权项

1.自动进行水气介质识别的触底传感器进行触底识别的方法，其特征在于所述的自动进行水气介质识别的触底传感器包括由前、后两个仓室组成的耐压密封舱（1），所述前、后两个仓室以连接通道相互连接，且前、后两个仓室之间有一条间隙；所述前仓室前端设有前端盖（2），前端盖（2）上安装水密连接器（4）；所述前、后仓室内部分别安装发射超声晶片（6）和接收超声晶片（7）、或者分别安装接收超声晶片（7）和发射超声晶片（6），且所述的发射超声晶片（6）和接收超声晶片（7）分别位于上述间隙的两侧，密封舱（1）内设有磁性接近开关（9）且该磁性接近开关（9）紧贴舱壁内侧面安装，所述的发射超声晶片（6）、接收超声晶片（7）和磁性接近开关（9）分别通过导线与位于前仓室内部的检测电路（8）相连；所述检测电路（8）的输出端与水密连接器（4）相连，用于检测数据的输出；所述检测电路（8）包括微功耗单片机（10）、超声检测模块（11）和触底检测模块（12）三部分；所述超声检测模块（11）由发射驱动电路（13）、接收放大电路（14）、信号整形电路（15）和脉冲计数器（16）组成；其中，发射驱动电路（13）一端与发射超声晶片（6）相连，另一端连接微功耗单片机（10）；接收放大电路（14）一端连接接收超声晶片（7），另一端依次经信号整形电路（15）和脉冲计数器（16）后，以并口数据线（17）与微功耗单片机（10）相连；所述触底检测模块（12）包括连接有辅助保护电路（19）的主开关回路（18），辅助保护电路（19）的输出端直接与微功耗单片机（10）相连；所述前端盖（2）和后端盖（3）与密封舱（1）的连接处有O形圈（5），以保证仓体内的水密性；利用上述传感器在水、气介质中自动进行触底识别的方法，包括以下步骤：1）将上述传感器安装在坐底式海洋测量设备的吊装机构上，并将该传感器与电源连接，在所述的坐底式海洋测量设备的顶部安装外部磁力部件（20），通过吊装机构将坐底式海洋测量设备吊装入水中，随着吊装机构的起吊或者释放，该外部磁力部件（20）与磁性接近开关（9）的距离发生从感应范围内向感应范围外的变化，或者相反的变化；2）在吊装过程中，当外部磁力部件（20）进入磁性接近开关（9）的感应范围时，所述触底检测模块（12）输出高电平；当外部磁力部件（20）离开磁性接近开关（9）的感应范围时，触底检测模块（12）输出为低电平，微功耗单片机（10）通过检测输出端电平的高低，以实现触底的检测；并且将输出的低电平识别为0，即表示未触底，将输出的高电平识别为1，即表示触底；3）在吊装过程中，所述超声检测模块（11），按照如下步骤完成水气介质识别：微功耗单片机（10）输出超声触发脉冲，通过发射驱动电路（13）驱动后由发射超声晶片（6）发射超声波；超声波透过前、后仓室两壁及间隙内的介质后，被接收超声晶片（7）接收，接收的信号依次经由接收放大电路（14）放大、经信号整形电路（15）整形，再由脉冲计数器（16）进行计数，最后通过并口数据线（17）将计数结果送给微功耗单片机（10）；由于空气和水中超声波的衰减差异很大，导致接收到的信号幅度也有显著差异，因此微功耗单片机（10）根据脉冲计数结果来判断前、后仓室之间空隙中的介质是水还是空气，从而实现水气介质识别；当识别为水介质时，输出1，识别为空气介质时，输出0；4）所述微功耗单片机（10）经过步骤2）和3）的水气介质识别和触底检测后，通过水密连接器（4）得以向外输出四种信号状态：“00”：空气介质、未触底；“01”：空气介质、触底；“10”：水介质、未触底；“11”：水介质、触底；5）当信号状态为“11”时表明坐底式测量设备处于海底坐底状态。