專利名稱：海纜潛水探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電纜的探測儀器，更具體地說它是一種海纜潛水探測器。
背景技術(shù)：
海底電纜埋設(shè)后，一旦故障，維修較為困難，特別是故障點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，成了維修海纜的關(guān)鍵問題。經(jīng)檢索專利號為91229296.2的電纜障礙探測儀，其基本構(gòu)成和原理為由振蕩器和接收器兩部分組成，振蕩器由晶振源經(jīng)分頻放大產(chǎn)生超低頻探測信號，送電纜障礙線；接收器沿電纜探測，信號被精確選頻，高倍率放大后，由其幅度變化來確定障礙部位。但該儀器不能適用于海纜的障礙修復(fù)，僅能適用于陸地電纜修復(fù)工作，特別是水深較深且埋深較深的海纜斷點(diǎn)探測對電纜障礙探測儀提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述背景技術(shù)的不足之處而提供一種海纜潛水探測器。它體積小、重量輕，方便潛水員感知信號的變化。
其基本原理是利用有源探測法，即在海底電纜內(nèi)注入超低頻信號后，用傳感器(磁棒)、檢測設(shè)備，檢測海纜周圍的磁場信號并以適當(dāng)?shù)姆绞阶対撍畣T感知，從中可判斷出海纜的準(zhǔn)確路由和故障點(diǎn)的位置，并能使?jié)撍畣T在水底下操作使用，能準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)位置的儀器。
本實(shí)用新型的目的是通過如下措施來達(dá)到的海纜潛水探測器，它包括機(jī)殼1、傳感器2、電路板3、電池盒4、密封蓋5，所述機(jī)殼1為透明圓柱型管、機(jī)殼1內(nèi)固定有安裝架6；傳感器2，電路板3，電池盒4由機(jī)殼1封閉端至密閉蓋端依次固定在安裝架6上；所述傳感器2，電路板3，電池盒4通過導(dǎo)線連接，密閉蓋5固定機(jī)殼1的一端；機(jī)殼1下端固定有手柄7，所述防滑帶8固定在手柄7下方；所述密閉蓋5上有指示燈面板9，所述指示燈面板9通過密閉螺絲10固定在密封蓋5上；所述機(jī)殼1的一端通過導(dǎo)線連接有耳機(jī)11。
在上述技術(shù)方案中，所述電路板3上固定有前放電路13、50Hz陷波電路14、主放大器及濾波電路15、信號變換和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路16、低電源電壓告警電路17、檢波電路18、音頻變換和功效電路19組成，傳感器12依次與前放電路13、50Hz陷波電路14、主放大器及濾波電路15電連接，所述低電源電壓告警電路17連接音頻變換和功放電路19，所述檢波電路18與音頻變換和功效電路19、信號變換和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路16電連接，主放大器及濾波電路15與檢波電路18電連接。
本實(shí)用新型海纜潛水探測器具有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)合理、體積小、重量輕，便于潛水員攜帶，潛水員可在水底根據(jù)多種信號方便地調(diào)整探測器的指向，同時(shí)根據(jù)接受信號的強(qiáng)弱來移動(dòng)自己的位置，從而快捷的定位出海纜的位置。


圖1為本實(shí)用新型海纜潛水探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型海纜潛水探測器電路板結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型中電路板中的部分電路的電路圖；圖4為本實(shí)用新型中電路板的另一部分的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施情況但它們并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。
從附圖可知本實(shí)用新型海纜潛水探測器，它包括機(jī)殼1、傳感器2、電路板3、電池盒4、密封蓋5，所述機(jī)殼1為透明圓柱型管、機(jī)殼1內(nèi)固定有安裝架6；傳感器2，電路板3，電池盒4由機(jī)殼1封閉端至密閉蓋端依次固定在安裝架6上；所述傳感器2，電路板3，電池盒4通過導(dǎo)線連接，密閉蓋5固定機(jī)殼1的一端；機(jī)殼1下端固定有手柄7，所述防滑帶8固定在手柄7下方；所述密閉蓋5上有指示燈面板9，所述指示燈面板9通過密閉螺絲10固定在密封蓋5上；所述機(jī)殼1的一端通過導(dǎo)線連接有耳機(jī)11。所述電路板3上固定前放電路13、50Hz陷波電路14、主放大器及濾波電路15、信號變換和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路16、低電源電壓告警電路17、檢波電路18、音頻變換和功效電路19組成，傳感器12依次與前放電路13、50Hz陷波電路14、主放大器及濾波電路15電連接，所述低電源電壓告警電路17連接音頻變換和功放電路19，所述檢波電路18與音頻變換和功效電路19、信號變換和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路16電連接，主放大器及濾波電路15與檢波電路18電連接。
在本實(shí)用新型中傳感器為一圓柱形磁棒，用來接收來自線纜輻射的低頻信號，該磁棒周圍分層密繞Φ0.35mm的漆包線，線圈匝數(shù)為10000。中心填充矽鋼片，在線圈兩端并接10μF的電容；靈敏度高，信號選擇性好，中心頻率為25Hz，且有較好的方向性。
電路板尺寸小，功能全，抗干擾能力強(qiáng)。經(jīng)合理設(shè)計(jì)和精心布線，多級放大選頻、檢波、信號轉(zhuǎn)換、各種告警和信號顯示等多種功能的電路整合在面積十分有限的電路板上，滿足了尺寸和功能要求。電路部分主要由以下幾個(gè)部分組成。
1.前放電路、50Hz陷波電路。
其作用是通過低噪聲低通濾波器濾掉高頻信號，然后通過50Hz的陷波電路濾掉較強(qiáng)的市電干擾信號，由于25Hz的低頻信號頻率與50Hz的市電信號頻率較為接近，而這一干擾信號通常比有用信號強(qiáng)得多，因此，前置放大器電路中主要完成低噪聲選頻放大，以及對50Hz信號的陷波。
2.主放大器及濾波器電路。
其作用是放大信號，并進(jìn)行濾波。為減小體積，提高電路靈活性和穩(wěn)定性，采用了Maxim公司的模擬集成濾波器Max267，單片機(jī)AT89C2051對Max267進(jìn)行編程，放大、濾波集于一身，使用靈活。設(shè)置參數(shù)如下中心頻率25Hz，放大量30dB。放大濾波器的帶寬為2Hz；濾波器的100KHz的參考工作頻率由AT89C2051單片機(jī)提供。電壓放大電路，經(jīng)Maxim267輸出的信號還需進(jìn)一步放大，為簡化電路，采用電壓負(fù)反饋運(yùn)算放大電路來實(shí)現(xiàn)，電壓放大運(yùn)放采用低漂移特性的LF421度集成運(yùn)放，放大器的電壓增高為V0＝Rf/R1≈10。
3.檢波電路。
其電路功能是將25Hz的交流信號變換成直流信號，或?qū)嗬m(xù)變化的交流信號變換成脈沖信號，要求穩(wěn)定，反應(yīng)時(shí)間快，采用的是改進(jìn)型的自升壓包絡(luò)檢波電路，其時(shí)間常數(shù)為τ＝RC＝0.47s滿足τ≥5∽10/5＝10/25＝0.4s的要求。
4.信號變換和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路。
其電路的作用是將檢波后的直流信號變換成驅(qū)動(dòng)若干個(gè)發(fā)光二極管的電流信號，并使點(diǎn)亮的發(fā)光管的數(shù)量與輸入信號的電壓成正比。
5.音頻變換和功放電路。
其電路的作用是將檢波器的信號變換成425Hz的交流音頻信號，并將功率放大，以驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲，使喇叭的聲音大小隨信號大小的變化而變化。
6.低電源電壓告警電路。
其主要功用是在電池電壓較低，當(dāng)電源電壓低于額定值20％，不足以驅(qū)動(dòng)整個(gè)電路正常工作所需電壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)告警二極管發(fā)光，完成告警功能，提醒操作人員及時(shí)更換電池，從而完成告警功能。
需要說明的是上述電路板上的各電路均為現(xiàn)有技術(shù)。
本實(shí)用新型線海纜潛水探測器的工作原理為海纜輻射的低頻信號被磁棒接收后，進(jìn)入前置放大電路放大。首先通過低噪聲低通濾波器濾掉高頻信號，然后通過50Hz的陷波電路濾掉較強(qiáng)的市電干擾信號進(jìn)入主放大濾波電路。主放大濾波電路中心頻率25Hz，放大量30dB。放大濾波器的帶寬為2Hz；濾波器的100KHz的參考工作頻率由AT89C2051單片機(jī)提供。單片機(jī)AT89C2051將事先編制好并寫入其程序存貯器的程序控制其工作。首先，向?yàn)V波器中寫入數(shù)據(jù)并起動(dòng)濾波器開始工作并監(jiān)視整個(gè)全放電路的工作，同時(shí)，供給濾波器25KHz的工作頻率。濾波后信號經(jīng)電壓負(fù)反饋運(yùn)算放大電路放大，就處理為25Hz的交流信號。下一步，25Hz的交流信號通過檢波電路處理為25Hz的直流信號。最后，25Hz的直流信號進(jìn)入信號變換和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路以及音頻變換和功放電路，驅(qū)動(dòng)二級管發(fā)光和音頻信號產(chǎn)生，并且燈的亮度和音頻信號的強(qiáng)度成正比，這樣二級管和耳機(jī)就能直觀的反映潛水員所處位置探測信號的強(qiáng)弱，從而方便潛水員的水下作業(yè)，提高故障探測的速度和精度。
需要說明的是對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不改變本實(shí)用新型原理的前提下還可以對本實(shí)用新型做出若干的改變或變形，這同樣屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.海纜潛水探測器，其特征在于它包括機(jī)殼(1)、傳感器(2)、電路板(3)、電池盒(4)、密封蓋(5)，所述機(jī)殼(1)為透明圓柱型管、機(jī)殼(1)內(nèi)固定有安裝架(6)；傳感器(2)，電路板(3)，電池盒(4)由機(jī)殼(1)封閉端至密閉蓋端依次固定在安裝架(6)上；所述傳感器(2)，電路板(3)，電池盒(4)通過導(dǎo)線連接，密閉蓋(5)固定機(jī)殼(1)的一端；機(jī)殼(1)下端固定有手柄(7)，所述防滑帶(8)固定在手柄(7)下方；所述密閉蓋(5)上有指示燈面板(9)，所述指示燈面板(9)通過密閉螺絲(10)固定在密封蓋(5)上；所述機(jī)殼(1)的一端通過導(dǎo)線連接有耳機(jī)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜潛水探測器，其特征在于所述電路板(3)上固定前放電路(13)、50Hz陷波電路(14)、主放大器及濾波電路(15)、信號變換和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(16)、低電源電壓告警電路(17)、檢波電路(18)、音頻變換和功效電路(19)組成，傳感器(12)依次與前放電路(13)、50Hz陷波電路(14)、主放大器及濾波電路(15)電連接，所述低電源電壓告警電路(17)連接音頻變換和功放電路(19)，所述檢波電路(18)與音頻變換和功效電路(19)、信號變換和發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路(16)電連接，主放大器及濾波電路(15)與檢波電路(18)電連接。
專利摘要海纜潛水探測器，它包括機(jī)殼(1)、傳感器(2)、電路板(3)、電池盒(4)、密封蓋(5)，所述機(jī)殼(1)內(nèi)固定有安裝架(6)；傳感器(2)，電路板(3)，電池盒(4)由機(jī)殼(1)封閉端至密閉蓋端依次固定在安裝架(6)上；所述傳感器(2)，電路板(3)，電池盒(4)通過導(dǎo)線連接，密閉蓋(5)固定機(jī)殼(1)的一端。本實(shí)用新型海纜潛水探測器結(jié)構(gòu)合理、體積小、重量輕，便于潛水員攜帶，潛水員可在水底根據(jù)多種信號方便地調(diào)整探測器的指向，同時(shí)根據(jù)接受信號的強(qiáng)弱來移動(dòng)自己的位置，從而快捷的定位出海纜的位置。
文檔編號G01R31/08GK2784947SQ20052009545
公開日2006年5月31日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
發(fā)明者周學(xué)軍, 趙四新, 李海林, 王瑛劍, 楊泗杰, 田培根, 王蓉 申請人:中國人民解放軍海纜通信技術(shù)研究中心