一种投弃式温深测量设备的制作方法

1.本实用新型涉及海洋温度测量技术领域，具体涉及一种投弃式温深测量设备。


背景技术：

2.投弃式温深仪(xbt)是一种快速机动测量海洋温度剖面的投弃式测量传感器，广泛应用于海洋环境调查、科学研究以及国防军事等领域。
3.船用投弃式温深计包括探体、发射器、甲板处理单元及数据显示记录仪器，其中探体是发射入水中消耗掉的部分，一般为鱼雷型流线结构，探体头上安置温度传感器以测量海水温度，并将采集的信号通过信号线(漆包线)传输到船上的甲板处理单元处理并显示。
4.探体入水后，探体上的电极通过海水与接地线形成回路，温度测量电路开始工作，采集海水温度的同时计算探体的下落深度，并由计算机显示，实时观察海洋的温度剖面。探体达到最大深度后，细铜线自动断开，完成本次测量。
5.现有的温度测量电路采用电桥设计，利用三个固定电阻和一个温敏电阻通过电桥而使电压变化，然后数模转换后获取该温敏电阻的阻值。这种方法需要采用蓄电池给该测量电路单独供电，且电池需要密封，使得这种供电方式容易造成输出电压不足，电线对测量电路产生影响，从而会严重影响测量精度，同时测量距离也比较近，难以满足深水域海水温度测量。
6.本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种投弃式温深测量设备，通过增加快速切换开关，降低导线对温度测量电路的影响，提高测量精度，且测量距离远。
8.为实现上述实用新型的目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
9.一种投弃式温深测量设备，包括探体和甲板处理单元，其特征在于，所述探体包括温度测量电路和连接所述温度测量电路及所述甲板处理单元的导线，所述温度测量电路包括：
10.导线电阻；
11.快速切换开关；
12.温敏电阻，其与所述快速切换开关并联，且并联后的温敏电阻和快速切换开关再与所述导线电阻串联；
13.所述甲板处理单元向所述温度测量电路施加供电电压，且采集所述温度测量电阻的总回路上的电流，从而获取所述温敏电阻的电阻。
14.在本技术中，所述快速切换开关包括：
15.干簧管，所述干簧管的常开触点与所述温敏电阻并联，且并联后的温敏电阻和所述常开触点再与所述导线电阻串联；
16.磁钢叶轮，其靠近所述干簧管布置，且具有若干个呈放射性布置的叶片，每个叶片分别具有磁性。
17.在本技术中，若干个叶片中每相邻两个叶片之间的角度相同。
18.在本技术中，所述投弃式温深测量设备还包括：
19.发射装置，其与所述甲板处理单元连接，且用于将所述探体发射入水。
20.在本技术中，所述导线电阻包括第一支路电阻和第二支路电阻，所述第一支路电阻、并联后的快速切换开关和温敏电阻、以及所述第二支路电阻串联。
21.在本技术中，所述甲板处理单元包括数据处理单元与所述数据处理单元连接的上位机。
22.在本技术中，所述数据处理单元采用单片机芯片实现。
23.在本技术中，所述投弃式温深测量设备还包括：线轴，其上缠绕有所述导线。
24.本技术涉及的投弃式温深测量设备，具有如下优点和有益效果：
25.快速切换开关能够快速接通或断开，且快速切换开关与温敏电阻并联，快速切换开关快速接通时的导线电阻和快速切换开关断开时的导线电阻可以认为是相等的，因此可以忽略导线易受温度影响而产生的阻值变化，且通过对温度测量电路所施加的供电电压及采集的在快速切换开关开关接通/断开时回路中的电流，准确获取到温敏电阻的电阻，进而实现准确温度测量。
26.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型提出的投弃式温深测量设备一个实施例中温度测量电路的电路原理图；
29.图2为本实用新型提出的投弃式温深测量设备一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
30.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
31.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具
体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.投弃式温深测量设备用于测量海水温度，在本技术中，通过引入快速切换开关，准确测量温敏电阻的阻值，提高测量精度，从而实现海水温度准确测量。
35.快速切换开关能够在快速切换开关接通时，旁通温敏电阻，而在快速切换开关断开时，将温敏电阻接入回路。
36.该回路中包含有很长的导线，且该长导线受温度影响，阻值易发生变化，对温度测量电路产生影响。
37.在本技术中，将导线的阻值等效为一个可变电阻，参与回路计算。
38.在快速切换开关接通和断开的速度非常快，使得在快速切换开关接通时导线等效的导线电阻和在快速切换开关断开时导线等效的导线电阻基本是相等的，由此，可以降低导线电阻受温度变化而对温敏电阻的测量产生的影响，提高了温敏电阻测量的影响，从而提高了投弃式温深测量设备对海水温度的测量。
39.参见图1，其示出了温度测量电路的电路原理图。
40.快速切换开关表示为s，该快速切换开关s与温敏电阻rt并联，并联后的快速切换开关s和温敏电阻rt再与导线电阻串联。
41.对回路施加供电电压u1，且采集主回路上电流i。
42.出于便于描述的目的，主回路上的电流i利用电流表a获取。
43.在快速切换开关s闭合时，快速切换开关s旁通温敏电阻，导线电阻和快速切换开关s串联形成第一回路。
44.第一回路中的电压为u1，第一回路中的电流为电流表a测量出的电流i1。
45.第一回路中导线电阻记为r，即第一回路电阻r1，通过如下公式计算：
46.r1=r=u1/i1
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（1）
47.在快速切换开关s断开时，温敏电阻rt接入回路，导线电阻r和温敏电阻rt串联形成第二回路。
48.第二回路中的电压为u1，第二回路中的电流为电流表a测量出的电流i2。
49.第二回路电阻r2通过如下公式计算：
50.r2=r' rt=u1/i2
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（2）
51.其中r'为第二回路中导线电阻。
52.在快速切换开关s快速断开和闭合时，由于其开闭速度非常快，因此，可以认为r=r'。
53.通过如上公式（1）和（2），将r=r'，计算得出：
54.rt=u1/i2
‑
u1/i1
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（3）
55.由此，计算出温敏电阻的阻值rt。
56.在本技术中，由于导线较长，形成的回路较长，因此，将回路中的导线所等效的导
线电阻分为第一支路电阻r1和第二支路电阻r2，参见图1。
57.第一支路电阻r1、并联后的快速切换开关s和温敏电阻rt、以及第二支路电阻r2串联形成回路。
58.在快速切换开关s闭合时，快速切换开关s旁通温敏电阻rt，第一支路电阻r1、快速切换开关s、以及第二支路电阻r2串联形成第一回路。
59.此时，r1=r=r1 r2=u1/i1
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（1'）
60.在快速切换开关s断开时，温敏电阻rt接入回路，第一支路电阻r1、温敏电阻rt、以及第二支路电阻r2串联形成第二回路。
61.此时，r2=r1' r2' rt=u1/i2
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（2'）
62.在快速切换开关s快速断开和闭合时，由于其开闭速度非常快，因此，可以认为r1=r1'，r2=r2'。
63.同样地，rt=u1/i2
‑
u1/i1。
64.参考图2，其示出了投弃式温深测量设备的结构示意图。
65.该投弃式温深测量设备包括探体100和甲板处理单元200。
66.探体100包括温度测量电路110和导线120，该导线120用于连接温度测量电路110和甲板处理单元200。
67.探体110可以包括壳体140，且具有能够在放入海水内时能够与海水贯通的贯通口。
68.温度测量电路110设置在壳体内。
69.甲板处理单元200设置在海平面sl上方，通过发射装置（未示出）将探体100发射至海水中。
70.由于海水深度较深，因此，导线120会比较长，因此，设置有线轴130，用于将导线120缠绕于该线轴130上。
71.该线轴130也可以设置于该探体110的壳体140中。
72.温度测量电路110包括导线电阻、快速切换开关s和温敏电阻115。
73.参见图2，导线电阻包括第一分支电阻112和第二分支电阻113。
74.快速切换开关s采用干簧管111和磁钢叶轮114实现。
75.干簧管111的常开触点与温敏电阻115并联，再与第一分支电阻112和第二分支电阻113串联形成回路。
76.磁钢叶轮114靠近干簧管111设置且包括若干个呈放射性的叶片，图2中示出彼此呈90
°
角的四个叶片。
77.且每个叶片均具有磁性。
78.磁钢叶轮114可以转动安装在壳体140内，且在叶片转动至靠近干簧管111时，受到叶片磁力的影响，干簧管111的常开触点会闭合，即，快速切换开关s闭合，旁通温敏电阻115。
79.而在叶片转动远离干簧管且相邻另一个还没有转动靠近干簧管111时，干簧管111所受到的磁力不足以使常开触点闭合，此时常开触点是断开的，即，快速切换开关s断开。
80.如此，磁钢叶轮114的多个叶片在顺时针/逆时针往复转动时，使快速切换开关s处于接通/断开的循环切换中。
81.磁钢叶轮114与海水直接接触。
82.在探体100由发射装置发射至海水中时，由于重力作用，探体100开始下降，下降过程中水流冲击使磁钢叶轮114开始转动，如此，形成快速切换开关s处于接通/断开的循环切换中。
83.快速切换开关s还可以采用其他元件来实现，例如，采用继电器常开开关。
84.甲板处理单元200通过程序设定可以快速地对继电器线圈进行通电/断电，以快速地实现继电常开开关的接通/断开，以形成快速切换开关s处于接通/断开的循环切换中。
85.在本技术中，甲板处理单元200能够向温度测量电路100施加供电电压u1，且能够采集回路中电流i，即电流表采集到的电流。
86.甲板处理单元200可以包括数据处理单元和与数据处理单元连接的上位机。
87.数据处理单元可以采用单片机芯片实现，并在上位机上可以显示所计算出的温敏电阻115两端的电压及阻值rt。
88.本技术提供的投弃式温深测量设备，甲板处理单元200对温度测量电路100施加供电电压，无需采用电池向温度测量电路供电，也就无需对电池进行密封处理，避免输出电压不足；且该温度测量电路100通过快速切换开关s的快速接通/断开，避免导线电阻对测量电路的影响，从而提高测量精度；且该设备测量水温的水下垂直距离较远，测量范围可达水下两千米。
89.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。