一种浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置的制作方法

1.本发明涉及一种浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置，属于海洋工程关键配套设备技术领域。


背景技术：

2.北斗卫星导航系统(bds)集定位、通信两大功能于一体，已逐渐应用于海上定位领域。为了充分保障平台生产作业安全，浮式平台通常安装两套北斗定位设备，受限于海上平台适合安装北斗终端天线的空间有限，两套设备通常安装在很接近的位置。北斗定位终端工作时会产生电磁波，两套北斗设备之间易发生电磁干扰现象。电磁屏蔽是解决电磁干扰问题的诸多手段中最有效的方式，利用金属导体、电磁屏蔽涂料等对电磁辐射的发射、吸收效应抑制电磁辐射。常见的电磁屏蔽装置通常利用屏蔽体将干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散或用屏蔽体将被干扰设备包围起来，防止该设备受到外界电磁场的影响。北斗设备正常运行需要无遮挡的环境，以保证北斗设备收星效果，故而无法利用屏蔽体将其包围。两台北斗设备一起工作时，怎么避免互相干扰，是实际工作中不得不解决的问题。因此，设计一种浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置变得非常必要。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置，可以有效避免浮式平台日常生产过程中双北斗彼此的电磁干扰，且不影响北斗设备收星效果。
4.本发明所提供的浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置，包括电磁屏蔽叶片、旋转钢条和基座；
5.所述旋转钢条固定于所述基座上；
6.所述旋转钢条上设置三个完全相同的所述电磁屏蔽叶片；
7.所述基座能够旋转从而带动所述电磁屏蔽叶片旋转，避免因叶片固定在某个位置产生遮挡而影响北斗终端在特定方位的收星效果；
8.上述的双北斗抗干扰装置中，所述电磁屏蔽叶片包括轻质钢板和涂敷于所述轻质钢板表面的漆膜层；
9.所述轻质钢板的元素组成如下：
10.c 0.003～0.004％，al≤0.003％，o≤0.003％，si 1.0～2.0％，n≤0.003％，ti≤0.003％，余量的为mn、cr、p金属和杂质。
11.所述漆膜层的厚度不小于25um，优选25～28um；
12.所述漆膜层的材料组成如下：
13.以环氧树脂为基体树脂，加入导电填料、偶联剂、助剂、固化剂和溶剂制成；
14.所述环氧树脂具体为聚氨酯改性环氧树脂；
15.所述导电填料具体可为镀银铜粉或石墨烯；
16.所述偶联剂可为硅烷偶联剂，具体可为3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-(2,3-环氧丙
氧)丙基三甲氧基硅烷等；
17.所述助剂包括脱乙酰甲壳素、苯唑类抗氧化剂和sio2防沉剂，所述sio2防沉剂具体可为气相二氧化硅；
18.所述固化剂具体可为三氟化硼；
19.按照质量百分比，其中，所述环氧树脂的添加量为25％～31％，所述导电填料的添加量为35％～60％，所述偶联剂的添加量为3％，所述脱乙酰甲壳素的添加量为2％～5％，所述苯唑类抗氧化剂的添加量为2％～5％，所述sio2的添加量为3％～6％，所述固化剂的添加量为10％～25％；
20.所述溶剂为丙酮和/或乙酸乙酯，添加量为10％～25％，具体需根据基体树脂、导电填料、偶联剂、助剂和固化剂的量确定。
21.可按照下述步骤制备所述漆膜层：按照上述配方的量将所述偶联剂和所述助剂混合，加入部分所述溶剂，搅拌均匀，再依次加入所述导电填料和所述环氧树脂，分散均匀后研磨为粉末，然后按照配方比例加入剩余所述溶剂和所述固化剂，活化3～6h后密封待用。
22.上述的双北斗抗干扰装置中，以所述旋转钢条为中心，所述电磁屏蔽叶片呈等间距布置，三个电磁屏蔽叶片之间呈120度角分布。
23.上述的双北斗抗干扰装置中，所述旋转钢条的长度不小于1m，优选为1.2～1.5m；
24.所述旋转钢条的重量为4～5kg。
25.上述的双北斗抗干扰装置中，所述基座包括旋转板、u型箱和通电旋转装置；
26.所述转轴设于所述支撑轴上，所述转轴的外周壁上由上至下依次设有环形支撑、大齿轮和环形定位支撑，所述环形支撑和所述转轴的顶部通过限位块与所述旋转板配合；
27.所述支撑轴设于所述u型箱的底部；
28.所述u型箱的底部设有一环形配重，所述环形配重上设置所述电机，所述电机的输出轴与所述小齿轮连接，所述小齿轮与所述大齿轮啮合配合，所述电机启动后，驱动所述小齿轮旋转，所述小齿轮带动所述大齿轮旋转，进而带动所述转轴旋转，所述转轴带动所述旋转板旋转。
29.本发明提供的双北斗抗干扰装置，对海上石油平台作业环境下其他电磁辐射干扰也具有一定屏蔽作用，电磁干扰性能优越；通过调整旋转钢条长度及底座尺寸，可以满足不同作业平台的要求。
附图说明
30.图1为本发明浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置的结构示意图。
31.图2为本发明浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置中电磁屏蔽叶片的截面图。
32.图3为本发明浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置中基座的结构示意图。
33.图4为本发明浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置中基座3揭掉旋转板31后的俯视图。
34.图5为本发明浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置屏蔽涂料的屏蔽效能测试结果图。
35.图中各标记如下：
36.1电磁屏蔽叶片；2旋转钢条；3基座；11轻质钢板；12漆膜层；13漆膜层；31旋转板；32 u型箱；33限位块；34环形支撑；35大齿轮；36环形定位支撑；37支撑轴；38环形配重；39转轴；3_10电机；3_11小齿轮。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明进行进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
38.本发明提供的浮式平台日常生产过程中双北斗抗干扰装置，其结构示意图如图1所示，包括电磁屏蔽叶片1、旋转钢条2和基座3。
39.如图2所示，电磁屏蔽叶片1由轻质钢板11和涂敷于两个表面的漆膜层12和漆膜层13构成，共设置三片，三片电磁屏蔽叶片1完全相同，叶片长1米，宽0.5米，厚0.01米。轻质钢板11的材料组成为：按重量百分比为：c 0.003～0.004％，al≤0.003％，o≤0.003％，si 1.0～2.0％，n≤0.003％，ti≤0.003％，余量为mn、cr、p等其他金属及杂质；漆膜层12和漆膜层13的厚度为25～28um，其由特殊电磁屏蔽涂料涂敷形成。电磁屏蔽叶片1焊接固定于旋转钢条2上，三片电磁屏蔽叶片1在空间上呈120度角分布。旋转钢条2的长度为1.2～1.5米，重量为4～5kg。
40.如图3和图4所示，基座包含旋转板31、u型箱32、限位块33、环形支撑34、大齿轮35、环形定位支撑36、支撑轴37、环形配重38、转轴39、电机3_10和小齿轮311，具体地，转轴39设于支撑轴37上，转轴39的外周壁上由上至下依次设有环形支撑34、大齿轮35和环形定位支撑36，环形支撑34和转轴39的顶部通过限位块33与旋转板31配合，支撑轴37设于u型箱32的底部，u型箱32的底部设有一环形配重38，所述环形配重38上设置4台完全相同的电机3_10。其中，旋转钢条2焊接在基座3的旋转板31上。通电后，4台电机3_10分别驱动4个小齿轮3_11旋转，由于小齿轮3_11与大齿轮35啮合配合，小齿轮3_11带动大齿轮35旋转，进而带动转轴39旋转，转轴39带动旋转板31旋转，进而带动旋转钢条2和电磁屏蔽叶片1旋转。
41.本发明双北斗抗干扰装置中，形成漆膜层12和13的电磁屏蔽涂料以环氧树脂为基体树脂，加入导电填料、偶联剂、助剂、固化剂和溶剂制成。其中，环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂，导电填料为镀银铜粉或石墨烯，偶联剂为硅烷偶联剂，助剂包括脱乙酰甲壳素、苯唑类抗氧化剂和sio2防沉剂，固化剂为三氟化硼，溶剂为丙酮和乙酸乙酯，按照质量百分比的具体配方为：环氧树脂的添加量为25％～31％，导电填料的添加量为35％～60％，偶联剂的添加量为3％，脱乙酰甲壳素添加量为2％～5％，苯唑类抗氧化剂添加量为2％～5％，sio2添加量为3％～6％；固化剂添加量为10％～25％；溶剂添加量为10％～25％，具体需根据基体树脂、导电填料、偶联剂、助剂的量确定。具体制备过程：按照配方的量将偶联剂、助剂混合，加入部分溶剂，搅拌均匀，再依次加入导电填料和基体树脂，分散均匀后研磨为粉末，按照配方比例加入剩余溶剂和固化剂，活化4小时。
42.本发明双北斗抗干扰装置的电磁屏蔽性能主要取决于电磁屏蔽叶片1的电磁屏蔽涂层(漆膜层12和漆膜层13)，表征电磁屏蔽材料性能好坏的指标主要包括电阻率和屏蔽值。电阻越小，材料的导电性越好，则电磁屏蔽性能越好。屏蔽值越高，电磁屏蔽性能越好。下面测试组成如下、厚度为25um的漆膜层的电阻率和屏蔽值：
43.聚氨酯改性环氧树脂的添加量为26％，导电填料(铜粉)的添加量为37％，硅烷偶联剂(3-氨丙基三乙氧基硅烷)的添加量为3％，脱乙酰甲壳素添加量为3％，苯唑类抗氧化
剂添加量为2％，sio2添加量为4％；固化剂添加量为10％；溶剂添加量为15％。
44.利用四探针法测得涂层体积电阻率为0.001ω
·
cm，表明材料具备良好的导电性能。
45.采用同轴测试法测试屏蔽材料的屏蔽效能，选用pvc板为基板，将电磁屏蔽涂料均匀喷涂于pvc板上，50℃烘干后放置36小时进行固化，固化完成后进行屏蔽值的检测。为覆盖北斗频段，选择1000mhz-1.5ghz频段测试装置的电磁屏蔽效能。利用屏蔽效能同轴测试设备得到测试结果，测试结果显示，在1000mhz-1.5ghz频段，该屏蔽材料的屏蔽值是40～55db，如图5所示。
46.在海上浮式平台日常生产过程中使用上述装置用于双北斗抗电磁干扰时，首先根据北斗设备安装高度确定该装置的旋转钢条2的长度，以保证北斗天线安装高度与电磁屏蔽叶片1的竖直中心高度处于同一水平面；将该抗干扰装置置于两个北斗终端安装位置的正中间，与两北斗终端天线距离相等；给装置通电，基座3中的电机3_10通电后运行，带动小齿轮3_11运行，进而大齿轮35旋转，带动旋转板31开始匀速旋转，则电磁屏蔽叶片1开始匀速旋转。由于该装置叶片的匀速旋转，使得北斗终端天线可以接收不同方向的信号，在屏蔽电磁干扰的同时，保证了北斗终端天线的收星效果。