一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，主要包括漏水检测传感器、逻辑比较电路、微控制器、温度/湿度传感器、CAN总线通信接口电路和DC/DC电源变换电路；其中：漏水检测传感器安装在密封舱内与逻辑比较电路相连，逻辑比较电路与微控制器相连，温度/湿度检测电路与微控制器相连，CAN总线通信接口电路与微控制器相连，DC/DC电源变换电路分别与逻辑比较电路、微控制器以及温度/湿度检测电路相连。本发明专利技术易于接入系统总线，便于模块化设计，同时，通过检测舱内温/湿度信息，提高了漏水检测精度。漏水检测精度。漏水检测精度。

A leakage detection module and detection method for sealed cabin of deep-sea underwater robot

【技术实现步骤摘要】
一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块及检测方法


[0001]本专利技术涉及水下机器人
，具体地说是一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块及检测方法。

技术介绍

[0002]近几年来，自主式水下机器人(AUV)逐渐得到了世界各国的重视，在海洋经济开发、生态研究、地质勘探、水文监测、油气管道检测等领域得到了很广泛的应用，逐渐成为水下作业的重要工具。
[0003]水下机器人密封舱内部放置有核心控制器、通信设备、声学探测设备、电池组等，密封舱的密封性直接关乎到水下机器人的设备安全，一旦密封舱漏水，造成设备短路，这对于水下机器人是破坏性损害，如果漏水不能及时进行补救措施，会对水下机器人造成毁坏性破坏。传统的漏水检测装置存在以下缺点：一是传感器检测装置简易，对于冷凝水现象无法排除，存在误报机率大；二是结构形式单一；三是检测电路集中在控制计算机，设计过于单一，安装走线冗余。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，它简单实用，检测灵敏度高，具有CAN总线接口通信功能，易于实现模块化设计与布置；具有温度/湿度检测功能，通过多传感器信息融合技术，有效降低水汽冷凝造成误报，降低虚警率；具有液位上限检测功能，多点检测，降低误报概率。
[0005]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0006]一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，包括：漏水检测传感器、逻辑比较电路、微控制器、温度/湿度检测电路、CAN总线通信接口电路和DC/DC电源变换电路，其中：
[0007]漏水检测传感器安装在密封舱内与逻辑比较电路相连，逻辑比较电路与微控制器相连，温度/湿度检测电路与微控制器相连，CAN总线通信接口电路与微控制器相连，DC/DC电源变换电路分别与逻辑比较电路、微控制器以及温度/湿度检测电路相连。
[0008]所述漏水检测传感器为四个，其中，漏水检测传感器a和漏水检测传感器b分别安装在密封舱底与密封舱两侧壁的接缝处，漏水检测传感器c和漏水检测传感器d分别安装在密封舱两侧壁上，且与漏水检测传感器a和漏水检测传感器b具有高度差。
[0009]所述逻辑比较电路为四路，每一路连接一个漏水检测传感器。
[0010]所述CAN总线通信接口电路与外部自动驾驶单元相连。
[0011]所述CAN总线通信接口电路包括隔离电路以及CAN总线通信接口，其中，CAN总线通信接口通过隔离电路与微控制器连接，CAN总线通信接口与外部自动驾驶单元连接。
[0012]所述温度/湿度检测电路包括：温度/湿度传感器以及运算放大电路，其中，温度/湿度传感器通过运算放大电路与微控制器连接。
[0013]一种深海水下机器人密封舱用漏水检测方法，包括以下步骤：
[0014]通过漏水检测传感器采集漏水信息和漏水水位上限信息，并对漏水信息和漏水水位上限信息进行滤波处理，发送给逻辑比较电路；
[0015]通过温度/湿度检测电路中的温度/湿度传感器采集密封舱内部的温度信息和湿度信息，对其处理得到温度/湿度值，并将温度/湿度值发送给微控制器；
[0016]逻辑比较电路对处理后的漏水信息和漏水水位上限信息进行逻辑判断转换成电平信号，输入到微控制器；
[0017]微控制器对温度/湿度值以及电平信号进行逻辑判断，并将判断结果即报警信号通过CAN总线通信接口电路发送给外部自动驾驶单元。
[0018]所述漏水检测传感器为四个，其中，漏水检测传感器a和漏水检测传感器b分别安装在密封舱底与密封舱两侧壁的接缝处，用于采集漏水信息；漏水检测传感器c和漏水检测传感器d分别安装在密封舱两侧壁上，且与漏水检测传感器a和漏水检测传感器b具有高度差，用于采集漏水水位上限信息。
[0019]所述微控制器对温度/湿度值以及电平信号进行逻辑判断，具体为：
[0020]对温度/湿度值以及电平信号采用加权计算的方式进行计算，并将计算结果与判定条件进行比较，若满足判定条件，则密闭仓漏水。
[0021]所述加权计算的方式为：
[0022]K＝w1L1+w2L2+w3L3+w4L4+βH，0≤K≤1
[0023]其中，K为判断结果即报警信号，w1、w2、w3、w4分别为漏水传感器a、b、c、d的加权系数；L1、L2、L3、L4分别为漏水传感器a、b的漏水信息和漏水传感器c、d的漏水水位上限信息经过逻辑判断后转换成的电平信号；β为温度/湿度传感器的加权系数；H为温度/湿度传感器的温度/湿度值。
[0024]本专利技术具有以下有益效果及优点：
[0025]1.本专利技术通过在密封舱内设置高低不同的四个漏水检测传感器，每个漏水检测传感器采用电极式铜针设计，提高了漏水检测灵敏度；
[0026]2.本专利技术采用检测密封舱内部温/湿度信息，通过多传感器信息融合技术，以加权系数方式，排除密封舱冷却水造成系统误报警几率，提高了漏水检测的精度。
[0027]3.本专利技术增加了CAN总线通信方式，便于模块化设计，更加高效的将报警信息以总线方式上传自动驾驶单元，减少了密封舱之间连接缆数量。
附图说明
[0028]图1是本专利技术的微控制器硬件原理图；
[0029]图2是本专利技术的漏水检测逻辑比较电路原理图；
[0030]图3是本专利技术的温/湿度检测电路原理图；
[0031]图4是本专利技术的CAN通信接口电路原理图；
[0032]图5是本专利技术的漏水检测传感器密封舱内安装示意图；
[0033]其中：1、电极式检测铜针；2、电极式检测铜针；
[0034]图6为本专利技术的深海水下机器人密封舱用漏水检测模块结构示意图；
[0035]图7为本专利技术漏水检测程序流程图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0037]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但本专利技术能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0038]需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可能直接在另一个元件上，或也可以存在居中的元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0040]一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，包括：
[0041]至少包括四路漏水传感器，分别安装在密封舱密封端面接缝处，采集漏水信息和漏水水位上限信息，其中漏水传感器1和漏水传感器2采集密封舱底部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，其特征在于，包括：漏水检测传感器(1)、逻辑比较电路(2)、微控制器(3)、温度/湿度检测电路(4)、CAN总线通信接口电路(5)和DC/DC电源变换电路(6)，其中：漏水检测传感器(1)安装在密封舱内与逻辑比较电路(2)相连，逻辑比较电路(2)与微控制器(3)相连，温度/湿度检测电路(4)与微控制器(3)相连，CAN总线通信接口电路(5)与微控制器(3)相连，DC/DC电源变换电路(6)分别与逻辑比较电路(2)、微控制器(3)以及温度/湿度检测电路(4)相连。2.根据权利要求1所述的一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，其特征在于，所述漏水检测传感器(1)为四个，其中，漏水检测传感器a和漏水检测传感器b分别安装在密封舱底与密封舱两侧壁的接缝处，漏水检测传感器c和漏水检测传感器d分别安装在密封舱两侧壁上，且与漏水检测传感器a和漏水检测传感器b具有高度差。3.根据权利要求1所述的一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，其特征在于，所述逻辑比较电路(2)为四路，每一路连接一个漏水检测传感器(1)。4.根据权利要求1所述的一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，其特征在于，所述CAN总线通信接口电路(5)与外部自动驾驶单元相连。5.根据权利要求1或4所述的一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，其特征在于，所述CAN总线通信接口电路(5)包括隔离电路以及CAN总线通信接口，其中，CAN总线通信接口通过隔离电路与微控制器(3)连接，CAN总线通信接口与外部自动驾驶单元连接。6.根据权利要求1所述的一种深海水下机器人密封舱用漏水检测模块，其特征在于，所述温度/湿度检测电路(4)包括：温度/湿度传感器以及运算放大电路，其中，温度/湿度传感器通过运算放大电路与微控制器(3)连接。7.一种深海水下机器人密封舱用漏水检测方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子庆，谷海涛，赵志超，邢鹏帅，高伟，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：