[实用新型]一种水下电能与信号传输非接触式连接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于水下环境电能与信号传输非接触式连接装置。

背景技术

海水是电的良导体，因此在水下不论传输电能还是电信号都不能像在陆地输电一样采用裸露导体接触的方式。目前采用较多的是内部含有金属缆、通过导体接触传输电能和电信号的湿拔插接头，但此类接头价格昂贵使用寿命短，并且需要ROV进行复杂的插拔操作，因此其推广应用受到很大限制。随着电能和信号传输技术的提高，通过水下基站向水下设备长期供应电能、发送指令和接收数据成为可能，为此急需一种使用方便、寿命长的连接装置，作为基站和设备间电能和信号传输的通道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种满足水下探测设备和基站之间电能、信号传输的电能与信号传输非接触式连接装置。

本实用新型的水下电能与信号传输非接触式连接装置，包括插座和插头；

插座包括：由第一壳体和安装在第一壳体两端的第一端盖和第一透光窗口构成的第一密封腔，第一密封腔内设置有第一支架，在第一支架的朝向端盖一侧固定有电能发送及信号处理电路板，第一支架的朝向第一透光窗口一侧固定有第一感光元件、第一凸透镜和具有环形槽的第一铁氧体磁芯，第一凸透镜位于第一感光元件和第一透光窗口之间，第一凸透镜具有中心孔，中心孔中固定有第一发光管，第一发光管的发光端朝向第一透光窗口，第一感光元件与第一凸透镜的焦点重合，第一铁氧体磁芯置于第一凸透镜外，在第一铁氧体磁芯的环形槽中缠有原边线圈，第一铁氧体磁芯、原边线圈、第一发光管和第一凸透镜的中心线与第一壳体轴线重合，第一多芯耐压防水导线穿越第一端盖与电能发送与信号处理电路相连，原边线圈与电能发送及信号处理电路板相连；

插头包括：由第二壳体和安装在第二壳体两端的第二端盖和第二透光窗口构成的第二密封腔，第二密封腔内设置有第二支架，在第二支架的朝向端盖一侧固定有电能接收及信号处理电路板，第二支架的朝向第二透光窗口一侧固定有第二感光元件、第二凸透镜和具有环形槽的第二铁氧体磁芯，第二凸透镜位于第二感光元件和第二透光窗口之间，第二凸透镜具有中心孔，中心孔中固定有第二发光管，第二发光管的发光端朝向第二透光窗口，第二感光元件与第二凸透镜的焦点重合，第二铁氧体磁芯置于第二凸透镜外，在第二铁氧体磁芯的环形槽中缠有副边线圈，第二铁氧体磁芯、副边线圈、第二发光管和第二凸透镜的中心线与第二壳体轴线重合，第二多芯耐压防水导线穿越第二端盖与电能接收及信号处理电路板相连，副边线圈与电能接收及信号处理电路板相连。

上述的第一发光管和第二发光管可以是LED或者激光管。所说的第一感光元件和第二感光元件可以是光电池或者光敏二极管。

工作原理：供能插座固定在水下基站上，接受插头集成在水下探测设备中，工作时通过其它外加的对接机械装置，保证供能插座和接收插头的轴线对齐，并尽可能使各自的透光窗口互相靠近。水下基站通过第一多芯耐压防水导线将直流电输入电能发送与信号处理电路，经过电能发送与信号处理电路将直流电变为高频交流电，在原边线圈内产生出高频交变磁场。交变磁场的一部分穿过副边线圈，并在副边线圈内产生感应电势。副边线圈用于电磁感应原理产生的交流电势，经过电能接收与信号处理电路转变为稳定的直流电压输出，通过第二多芯耐压防水导线送入用电设备，为用电设备提供电能。于此同时，水下基站通过第一多芯耐压防水导线将基站传来的控制信号输入电能发送与信号处理电路，经过电能发送与信号处理电路的调制，将控制信号转化为第一发光管发出的光信号，第一发光管发出的光信号穿过插座上的第一透光窗口和插头上的第二透光窗口，到达插头上的第二凸透镜时，已经存在一定程度的发散，第二凸透镜将除中心通孔外其它区域接收到的光线聚焦到焦点处，位于第二凸透镜焦点处的第二感光元件接收到光信号，产生相应的电信号，经过电能接收与信号处理电路的解调，还原为基站传来的控制信号，通过第二多芯耐压防水导线送入水下探测设备。

在基站插座向探测设备插头发送光信号的同时，水下探测设备通过第二多芯耐压防水导线将探测到的数据信号发送到电能接收与信号处理电路，经过电能接收与信号处理电路的调制，将探测数据信号转化为第二发光管发出的光信号，第二发光管发出的光信号穿过插头上的第二透光窗口和插座上的第一透光窗口，到达插座上的第一凸透镜时，已经存在一定程度的发散，第一凸透镜将除中心通孔外其它区域接收到的光线聚焦到焦点处，位于第一凸透镜焦点处的第一感光元件接收到光信号，产生相应的电信号，经过电能发送与信号处理电路的解调，还原为探测设备传来的数据信号，通过第一多芯耐压防水导线传入水下基站。