一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋科研調(diào)查領域，特別是一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]海洋科研調(diào)查中常用到測量船走航中投放的投棄式測量設備，如投棄式溫鹽深測量儀等。這類設備一般包含探頭、發(fā)射槍、甲板單元等部分。探頭內(nèi)安裝有傳感器、數(shù)據(jù)處理電路、信號傳輸電路、數(shù)據(jù)線、電池等。投放前，由測量船上的科考人員連接發(fā)射槍與甲板單元間的連接線，并將探頭安裝在發(fā)射槍上。探頭上的觸片通過發(fā)射槍上的頂尖與甲板單元連接，交換數(shù)據(jù)。由于各種電路及電池都密封在探頭內(nèi)，且為了探頭承壓要求，不允許在外部安裝開關，所以，要求探頭在生產(chǎn)安裝完成后，其內(nèi)部電源即處于關閉狀態(tài)，而在投放使用時，通過甲板單元激勵啟動，為探頭內(nèi)的傳感器及電路供電，測量海洋動力參數(shù)剖面數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)，它可以在投放使用前啟動探頭內(nèi)部電源，也可以在測試時短暫啟動，為探頭內(nèi)的電路和傳感器供電，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)，包括探頭、發(fā)射槍和甲板單元，所述甲板單元內(nèi)擺放有數(shù)據(jù)解調(diào)模塊及甲板單元MCU等電路模塊，所述發(fā)射槍與所述甲板單元通過可拆卸的數(shù)據(jù)線A1及數(shù)據(jù)線B1相連接，所述探頭與發(fā)射槍通過雙股數(shù)據(jù)線連接，所述探頭內(nèi)擺放有用于纏繞雙股數(shù)據(jù)線的繞線輥和電路總成。
[0005]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案:所述電路總成包括LD0、數(shù)據(jù)調(diào)制模塊、探頭MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、傳感器和電池BT1，數(shù)據(jù)調(diào)制模塊的輸出端通過TTL信號傳輸線連接探頭MCU，探頭MCU還通過二極管D1分別連接數(shù)據(jù)調(diào)制模塊的輸入端和LD0的輸入端EN，LD0的輸出端OUT還分別連接MCU和數(shù)據(jù)采集處理模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊還連接傳感器。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案:所述雙股數(shù)據(jù)線是由數(shù)據(jù)線A2與數(shù)據(jù)線B2絞合而成。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的投棄式測量儀器上電及電源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠，安裝方便，不僅可以實現(xiàn)在測量儀器安裝密封后，對其進行上電檢測，也可在使用前上電啟動，進入測量狀態(tài)，由此延長了儀器的儲藏時間及投放后的工作時間；而且外部上電與數(shù)據(jù)傳輸共用傳輸線及電路，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了可靠性，尤其適用于海洋科研調(diào)查領域。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明探頭電源管理原理圖；
圖3為本發(fā)明的電路工作時序圖；
圖中:1、甲板單元，2、數(shù)據(jù)解調(diào)模塊，3、數(shù)據(jù)線Al，4、數(shù)據(jù)線Bl，5、發(fā)射槍，6、雙股數(shù)據(jù)線，7、探頭，8、繞線輥，9、電路總成，10、TTL信號傳輸線，11、甲板單元MCU，12、繼電器KM1，
13、低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)，14、數(shù)據(jù)線A2，15、數(shù)據(jù)調(diào)制模塊，16、數(shù)據(jù)線B2，17、TTL信號傳輸線，18、探頭MCU，19、數(shù)據(jù)采集模塊，20、傳感器。
【具體實施方式】
[0009]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0010]請參閱圖1-3，一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)，包括探頭7、發(fā)射槍5和甲板單元1，所述甲板單元1內(nèi)擺放有數(shù)據(jù)解調(diào)模塊2及甲板單元MCU 11，所述發(fā)射槍5與所述甲板單元1通過可拆卸的數(shù)據(jù)線A1 3及數(shù)據(jù)線B1 4相連接，所述探頭7與發(fā)射槍5通過雙股數(shù)據(jù)線6連接。所述探頭7內(nèi)擺放有用于纏繞雙股數(shù)據(jù)線6的繞線輥8及電路總成9。
[0011]電路總成包括LD0 13、數(shù)據(jù)調(diào)制模塊15、探頭MCU 18、數(shù)據(jù)采集模塊19、傳感器20和電池BT1，數(shù)據(jù)調(diào)制模塊15的輸出端通過TTL信號傳輸線17連接探頭MCU 18，探頭MCU18還通過二極管D1分別連接數(shù)據(jù)調(diào)制模塊15的輸入端和LD0 13的輸入端EN，LD0 13的輸出端OUT還分別連接探頭MCU 18和數(shù)據(jù)采集處理模塊19，數(shù)據(jù)采集處理模塊19還連接傳感器。
[0012]雙股數(shù)據(jù)線6是由數(shù)據(jù)線A2 14與數(shù)據(jù)線B2 16絞合而成。
[0013]本發(fā)明的工作原理是:投棄式測量儀器采用探頭7、發(fā)射槍5和甲板單元1的結(jié)構(gòu)設計方式，所述甲板單元1內(nèi)擺放有數(shù)據(jù)解調(diào)模塊2及甲板單元MCU 11等電路模塊。所述發(fā)射槍5與所述甲板單元1通過可拆卸的數(shù)據(jù)線A1 3及數(shù)據(jù)線B1 4連接，所述探頭7與所述發(fā)射槍5通過雙股數(shù)據(jù)線6連接。所述探頭7內(nèi)擺放有用于纏繞雙股數(shù)據(jù)線6的繞線輥8及電路總成9，所述電路總成9具體包括圖2中的LD0 13、數(shù)據(jù)調(diào)制模塊15、探頭MCU18、數(shù)據(jù)采集模塊19傳感器20及電池BT1等電路，所述雙股數(shù)據(jù)線6是由圖2中的數(shù)據(jù)線A2 14與數(shù)據(jù)線B2 16絞合而成。
[0014]探頭7生產(chǎn)安裝完成后，其內(nèi)部的電路總成9即處于密封狀態(tài)，僅有雙股數(shù)據(jù)線6外露，以備與發(fā)射槍5連接。數(shù)據(jù)調(diào)制模塊15、探頭MCU 18、數(shù)據(jù)采集模塊19傳感器20等電路統(tǒng)一由LD0 13將電池BT1電壓調(diào)整穩(wěn)壓后供電。所述LD0 13芯片有EN、GND、+IN、+0UT四個引腳，+0UT是電壓輸出引腳，只有在EN引腳保持高電平時才有輸出，由于與EN引腳相連的數(shù)據(jù)線A2 14在探頭7使用前處于懸空狀態(tài)，所以探頭7內(nèi)部的數(shù)據(jù)調(diào)制模塊15、探頭MCU 18、數(shù)據(jù)采集模塊19、傳感器20等電路均失電，避免電池BT1損耗，延長了探頭7的儲藏周期。
[0015]為了在測試及使用前為探頭7內(nèi)部電路可靠供電，本實例在甲板單元1中設置了雙路單刀雙擲繼電器KM1 12，用于切換數(shù)據(jù)線A1 3及數(shù)據(jù)線B1 4的接口，繼電器KM1 12由甲板單元MCU 11的I/O端口控制，例如P1.1。具體的當觸點a及b切換至al及bl時接通數(shù)據(jù)傳輸通道，用于探頭7與甲板單元1的通訊。當觸點a及b切換至a2及b2時，數(shù)據(jù)線A1 3切換至+5V高電平，數(shù)據(jù)線B1 4切換至地，如果已完成連接探頭7與發(fā)射槍5的連接，則此時數(shù)據(jù)線A2 14與數(shù)據(jù)線A1 3接通，數(shù)據(jù)線B2 16與數(shù)據(jù)線B1 4接通，LDO 13的EN引腳保持高電平，+OUT引腳輸出穩(wěn)壓電壓，探頭7內(nèi)部電路上電啟動。
[0016]進一步的，由于數(shù)據(jù)線A1 3切換至+5V高電平后，會嚴重影響傳輸?shù)恼{(diào)制數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)通訊和外部上電必須交替完成，在數(shù)據(jù)通訊過程中，由探頭MCU 18的I/O端口控制，例如P2.1，使得LD0 13的EN引腳保持高電平，二極管D1的作用是防止在外部上電過程中數(shù)據(jù)線A2 14上的過高電壓不會燒壞MCU 18的I/O端口，電阻R1的作用是保證數(shù)據(jù)線B14及數(shù)據(jù)線B2 16具有相同的低電平電位，為了不影響通訊，R1的阻值較大，如2.1ΜΩ。
[0017]為了減小電路尺寸、降低功耗、延長探頭7工作時間，電路總成9可以只包含有數(shù)據(jù)調(diào)制模塊15，而沒有數(shù)據(jù)解調(diào)模塊，所以探頭7與甲板單元1的數(shù)據(jù)交換是單工形式，在外部上電過程完成后，繼電器KM1 12觸點a及b切換至al及bl，同時，探頭MCU 18的P2.1端口保持高電平輸出，測量系統(tǒng)進入正常數(shù)據(jù)測量過程，直至到達指定測量深度。
[0018]進一步的，參見圖3所示，繼電器KM1 12的觸點切換及MCU 18的P2.1端口控制按照固定時序工作，保持同步。探頭7的上電過程會持續(xù)5個周期，每周期時長約5秒，在此期間，通過軟件控制甲板單元1結(jié)束上電過程，或斷開探頭7與發(fā)射槍5的連接都可以結(jié)束上電，方便探頭安裝好后的調(diào)試，或者在投放前檢查整個系統(tǒng)是否工作正常。甲板單元MCU11的P1.1端口輸出高電平時，觸點a及觸點b切換至al及bl，為探頭7上電，電路總成9開始工作，等待1/4周期后，MCU 18的P2.1端口輸出高電平。1/2周期后，觸點a及觸點b切換至a2及b2，同時數(shù)據(jù)調(diào)制模塊15開始發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送持續(xù)1/2周期。因為MCU 18的P2.1端口輸出有高低電平切換，所以在上電流程中的任意時間中斷數(shù)據(jù)線A1 3上的高電平，在運行一段時間后，LD0 13 EN引腳上的電位都會因無外部高度平接替而變低，電路總成9失電，重新進入休眠。在1/4至1/2周期內(nèi)，MCU 18的P2.1端口和數(shù)據(jù)線A1 3都是高電平，是為了避免甲板單元MCU 11與MCU 18因為時鐘偏差而導致LD0 13 EN引腳的電位變低。
【主權(quán)項】
1.一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)，包括探頭、發(fā)射槍和甲板單元，其特征在于，所述甲板單元內(nèi)擺放有數(shù)據(jù)解調(diào)模塊及甲板單元MCU，所述發(fā)射槍與所述甲板單元通過可拆卸的數(shù)據(jù)線A1及數(shù)據(jù)線B1相連接，所述探頭與發(fā)射槍通過雙股數(shù)據(jù)線連接，所述探頭內(nèi)擺放有用于纏繞雙股數(shù)據(jù)線的繞線輥和電路總成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電路總成包括LDO、數(shù)據(jù)調(diào)制模塊、探頭MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、傳感器和電池BT1，數(shù)據(jù)調(diào)制模塊的輸出端通過TTL信號傳輸線連接探頭MCU，探頭MCU還通過二極管D1分別連接數(shù)據(jù)調(diào)制模塊的輸入端和LDO的輸入端EN，LDO的輸出端OUT還分別連接探頭MCU和數(shù)據(jù)采集處理模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊還連接傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述雙股數(shù)據(jù)線是由數(shù)據(jù)線A2與數(shù)據(jù)線B2絞合而成。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種投棄式測量儀器外部上電電源管理系統(tǒng)，包括探頭、發(fā)射槍和甲板單元，所述甲板單元內(nèi)擺放有數(shù)據(jù)解調(diào)模塊及甲板單元MCU等電路模塊，所述發(fā)射槍與所述甲板單元通過可拆卸的數(shù)據(jù)線A1及數(shù)據(jù)線B1相連接，所述探頭與發(fā)射槍通過雙股數(shù)據(jù)線連接。所述探頭內(nèi)擺放有用于纏繞雙股數(shù)據(jù)線的繞線輥及電路總成。本發(fā)明的投棄式測量儀器上電及電源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠，安裝方便，不僅可以實現(xiàn)在測量探頭安裝密封后，對其進行上電檢測，也可在使用前上電啟動，進入測量狀態(tài)，由此延長了儀器的儲藏時間及投放后的工作時間；而且外部上電與數(shù)據(jù)傳輸共用傳輸線及電路，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了可靠性，尤其適用于海洋科研調(diào)查領域。
【IPC分類】G01C13/00
【公開號】CN105403202
【申請?zhí)枴緾N201510694943
【發(fā)明人】杜立彬, 賀海靖, 陳光源, 呂斌, 雷卓, 吳承璇, 曲君樂, 張 浩, 劉杰, 王秀芬
【申請人】山東省科學院海洋儀器儀表研究所
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月23日