本發(fā)明屬于水下裝備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于水下裝備的開關(guān)，用于水下觀測、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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中共中央所制定“十三五”規(guī)劃中明確提出建設(shè)“海上糧倉”，開拓發(fā)展海洋的新空間，科學(xué)開發(fā)海洋資源，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)“一帶一路”建設(shè)，因而，海洋高新技術(shù)不斷進(jìn)步，形成了一系列海洋新興產(chǎn)業(yè)，如：海水增養(yǎng)殖業(yè)、海洋油氣開采工業(yè)、海洋娛樂和旅游業(yè)等；同時(shí)，水下機(jī)器人、水下傳感器等水下裝備的研發(fā)也取得飛速進(jìn)展，這些先進(jìn)的水下裝備逐漸被用于海洋產(chǎn)業(yè)中不斷解放人力提高工作效率，但是，在海洋等水下環(huán)境中，水下作業(yè)裝備上下浮動(dòng)，干擾等不穩(wěn)定因素較強(qiáng)，用于水下裝備的開關(guān)也將與傳統(tǒng)開關(guān)不同。

目前，傳統(tǒng)的開關(guān)依操作型態(tài)的不同分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式開關(guān)需要人工開啟，不適用設(shè)置在水下，若水下裝置布放于水下幾千米深，電纜較長造成自身電阻較大，岸上開啟電源后傳輸信號(hào)則存在較大操作后延遲；非接觸式開關(guān)依據(jù)傳感器的不同原理，又分為：1、渦流式接近開關(guān)，也叫電感式接近開關(guān)，識(shí)別有無金屬物體接近。2、電容式接近開關(guān)，檢測物體不限于金屬導(dǎo)體，可以是絕緣的液體或粉狀物體，但不適用于水下裝置的開關(guān)控制。3、霍爾接近開關(guān)，霍爾元件是一種磁敏元件，利用霍爾元件做成的開關(guān)，但是開關(guān)感應(yīng)距離較短往往只有1-2CM。4、光電式接近開關(guān)，利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)。但是應(yīng)用環(huán)境要求較高，不適合用于水下環(huán)境。5、熱釋電式接近開關(guān)，利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)，如超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)等，聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的，也不適合用于水中上下浮動(dòng)的裝備的控制。

中國專利CN201674477U公布了一種水下非接觸磁敏開關(guān)電路，采用巨磁阻傳感器為感應(yīng)器，感應(yīng)距離大于霍爾開關(guān)，但仍無法滿足水下裝置布放于水下幾千米深的情況；中國專利CN105739332A公布了一種開關(guān)電路，其兼具非接觸式和接觸式特點(diǎn)，使用者能夠通過感應(yīng)控制器啟動(dòng)開關(guān)或接觸式啟動(dòng)開關(guān)，對于水下裝置布放于水下幾千米深的情況仍不適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求提供一種用于水下裝備的開關(guān)電路，解決布放于水下幾千米深的水下裝置存在操作后延遲的問題，實(shí)現(xiàn)對水下裝備的及時(shí)響應(yīng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的用于水下裝備的開關(guān)電路，其主體結(jié)構(gòu)包括電源、極性切換電路或電壓控制電路、控制電路、極性選擇電路、受控設(shè)備和常開設(shè)備；電源與極性切換電路或電壓控制電路電連接，用于輸出電信號(hào)，控制電路與極性切換電路或電壓控制電路電信息連接，用于輸出控制信號(hào)，極性切換電路或電壓控制電路通過極性選擇電路分別與受控設(shè)備和常開設(shè)備電連接，用于輸出電信號(hào)；極性選擇電路包含二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電路輸入端VIN-A、電路輸入端VIN-B、電路輸出端LED+、電路輸出端LED-GND、電路輸出端CAM+和電路輸出端CAM-GND，二極管D1-D4構(gòu)成橋式整流電路；極性切換電路采用兩個(gè)以上IRF7398系列市售場效應(yīng)管，極性切換電路還包含控制信號(hào)輸入端A、控制信號(hào)輸入端B、電源輸入端IN+、電源輸入端IN-、電路輸出端C和電路輸出端D；受控設(shè)備為LED指示燈；控制電路為單片機(jī)或PLC或PC輸出2路邏輯信號(hào)的電路；電源通過電源輸入端IN+和電源輸入端IN-與極性切換電路或電壓控制電路電信息連接，控制電路通過控制信號(hào)輸入端A和控制信號(hào)輸入端B輸出控制信號(hào)至極性切換電路或電壓控制電路，極性切換電路或電壓控制電路的電路輸出端D、電路輸出端C分別連接極性選擇電路的電路輸入端VIN-A和電路輸入端VIN-B，極性選擇電路的電路輸出端LED+和LED-GND與受控設(shè)備輸入端電信息連接，極性選擇電路的電路輸出端CAM+和CAM-GND與常開設(shè)備的輸入端電信息連接。

本發(fā)明涉及的極性選擇電路的二極管D1-D4為橋式結(jié)構(gòu)，VIN-A和LED-GND均與二極管D1和二極管D2之間的節(jié)點(diǎn)相連，VIN-B與二極管D4與二極管D3之間的節(jié)點(diǎn)相連，CAM-GND與二極管D1和二極管D4之間的節(jié)點(diǎn)相連，LED+和CAM+均與二極管D2與二極管D3之間的節(jié)點(diǎn)相連。

本發(fā)明涉及的極性選擇電路的工作原理為：當(dāng)VIN-A為正極，VIN-B為地時(shí)，二極管D2和D4導(dǎo)通，此時(shí)LED+和LED-GND均為正極，沒有電流通過LED燈，即為LED關(guān)閉狀態(tài)；而CAM+和CAM-GND通過二極管D2、D4形成回路，即為CAM常開狀態(tài)；當(dāng)VIN-A為地，VIN-B為正極時(shí)，二極管D1和D3導(dǎo)通，此時(shí)LED+和LED-GND通過二極管D1、D3形成回路，有電流通過LED燈，即為LED開啟狀態(tài)；而CAM+和CAM-GND通過二極管D1、D3形成回路，即為CAM常開狀態(tài)。

本發(fā)明涉及的極性切換電路的第一塊IRF7398芯片與10K電阻并聯(lián)，第二塊IRF7398芯片與10K電阻并聯(lián)，然后再并聯(lián)，與0.94Ω電阻串聯(lián)后接電源輸入端IN+，第一塊IRF7398芯片和第二塊IRF7398芯片均直接與電源輸入端IN-相連，第一塊IRF7398芯片上設(shè)有輸入端A和輸出端D，第二塊IRF7398芯片上設(shè)有輸入端B和輸出端C。

本發(fā)明涉及的極性切換電路的A、B為輸入端，C、D為輸出端，共有4種輸入、輸出組合狀態(tài)：1)當(dāng)輸入端A為低電平，B為低電平，則輸出端C為高電平，D為高電平；2)當(dāng)輸入端A為高電平，B為低電平，則輸出端C為高電平，D為低電平；3)當(dāng)輸入端A為低電平，B為高電平，則輸出端C為低電平，D為高電平；4)當(dāng)輸入端A為高電平，B為高電平，則輸出端C為低電平，D為低電平。

本發(fā)明涉及的用于水下裝備的開關(guān)電路，采用電源極性控制其開關(guān)狀態(tài)，用電源線直接替代了信號(hào)線，用一個(gè)整流橋替代了通訊協(xié)議的處理電路，水下設(shè)備的開關(guān)電路等控制機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠應(yīng)用于水下裝備中，不用人工開啟，通過電源切換正負(fù)極性來控制設(shè)備開關(guān)，節(jié)省控制用信號(hào)線以及水下設(shè)備的信號(hào)處理電路，簡化電路，無需通訊協(xié)議，不受水下環(huán)境干擾；其整體結(jié)構(gòu)簡單，原理可靠，控制穩(wěn)定，靈活方便，應(yīng)用廣泛，成本低。

附圖說明：

圖1為實(shí)施例1的電路結(jié)構(gòu)原理示意框圖。

圖2為實(shí)施例1涉及的極性選擇電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖3為實(shí)施例1涉及的極性切換電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖4為實(shí)施例2的電路結(jié)構(gòu)原理示意框圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例涉及的用于水下裝備的開關(guān)，其主體結(jié)構(gòu)包括電源1、極性切換電路2或電壓控制電路7、控制電路3、極性選擇電路4、受控設(shè)備5和常開設(shè)備6；電源1與極性切換電路2或電壓控制電路7電連接，用于輸出電信號(hào)，控制電路3與極性切換電路2或電壓控制電路7電信息連接，用于輸出控制信號(hào)，極性切換電路2或電壓控制電路7通過極性選擇電路4分別與受控設(shè)備5和常開設(shè)備6電連接，用于輸出電信號(hào)；極性選擇電路4包含二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電路輸入端VIN-A、電路輸入端VIN-B、電路輸出端LED+、電路輸出端LED-GND、電路輸出端CAM+和電路輸出端CAM-GND，二極管D1-D4構(gòu)成橋式整流電路；極性切換電路2采用兩個(gè)以上IRF7398系列市售場效應(yīng)管，極性切換電路2還包含控制信號(hào)輸入端A、控制信號(hào)輸入端B、電源輸入端IN+、電源輸入端IN-、電路輸出端C和電路輸出端D；受控設(shè)備5為LED指示燈；控制電路為單片機(jī)或PLC或PC輸出2路邏輯信號(hào)的電路；電源1通過電源輸入端IN+和電源輸入端IN-與極性切換電路2或電壓控制電路7電信息連接，控制電路3通過控制信號(hào)輸入端A和控制信號(hào)輸入端B輸出控制信號(hào)至極性切換電路2或電壓控制電路7，極性切換電路2或電壓控制電路7的電路輸出端D、電路輸出端C分別連接極性選擇電路4的電路輸入端VIN-A和電路輸入端VIN-B，極性選擇電路4的電路輸出端LED+和LED-GND與受控設(shè)備5輸入端電信息連接，極性選擇電路4的電路輸出端CAM+和CAM-GND與常開設(shè)備6的輸入端電信息連接。

本實(shí)施例涉及的極性選擇電路如圖2所示，二極管D1-D4為橋式結(jié)構(gòu)，VIN-A和LED-GND均與二極管D1和二極管D2之間的節(jié)點(diǎn)相連，VIN-B與二極管D4與二極管D3之間的節(jié)點(diǎn)相連，CAM-GND與二極管D1和二極管D4之間的節(jié)點(diǎn)相連，LED+和CAM+均與二極管D2與二極管D3之間的節(jié)點(diǎn)相連。

本實(shí)施例涉及的極性選擇電路的工作原理為：當(dāng)VIN-A為正極，VIN-B為地時(shí)，二極管D2和D4導(dǎo)通，此時(shí)LED+和LED-GND均為正極，沒有電流通過LED燈，即為LED關(guān)閉狀態(tài)；而CAM+和CAM-GND通過二極管D2、D4形成回路，即為CAM常開狀態(tài)；當(dāng)VIN-A為地，VIN-B為正極時(shí)，二極管D1和D3導(dǎo)通，此時(shí)LED+和LED-GND通過二極管D1、D3形成回路，有電流通過LED燈，即為LED開啟狀態(tài)；而CAM+和CAM-GND通過二極管D1、D3形成回路，即為CAM常開狀態(tài)。

本實(shí)施例涉及的極性切換電路如圖3所示，第一塊IRF7398芯片與10K電阻并聯(lián)，第二塊IRF7398芯片與10K電阻并聯(lián)，然后再并聯(lián)，與0.94Ω電阻串聯(lián)后接電源輸入端IN+，第一塊IRF7398芯片和第二塊IRF7398芯片均直接與電源輸入端IN-相連，第一塊IRF7398芯片上設(shè)有輸入端A和輸出端D，第二塊IRF7398芯片上設(shè)有輸入端B和輸出端C。

本實(shí)施例涉及的極性切換電路的A、B為輸入端，C、D為輸出端，共有4種輸入、輸出組合狀態(tài)：1)當(dāng)輸入端A為低電平，B為低電平，則輸出端C為高電平，D為高電平；2)當(dāng)輸入端A為高電平，B為低電平，則輸出端C為高電平，D為低電平；3)當(dāng)輸入端A為低電平，B為高電平，則輸出端C為低電平，D為高電平；4)當(dāng)輸入端A為高電平，B為高電平，則輸出端C為低電平，D為低電平。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：采用電壓控制電路代替極性切換電路，通過若干電壓選擇電路實(shí)現(xiàn)對若干設(shè)備的開關(guān)控制。如圖4所示，通過電壓控制電路和選擇電路分別產(chǎn)生6V、12V、和18V的電壓，分別實(shí)現(xiàn)對受控設(shè)備1、受控設(shè)備2和常開設(shè)備的開關(guān)控制。