[发明专利]一种海洋工程设备用信号检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测以及控制技术领域，尤其涉及一种海洋工程设备的信号检测和控制。

背景技术

海洋工程设备通过专用电缆与海水中的被测设备连接,正常情况下,专用电缆内的信号线与信号公共线在被测设备内通过导线连接,而一旦专用电缆被拖船扯断或被螺旋桨切断，这时专用电缆内部芯线将浸泡在海水中，由于海水有较强的导电能力，因此如何准确快速判断专用电缆中信号线与信号公共线之间是正常情况下的导线短接或是被切断后的海水短接，是判断海洋工程设备与被测设备是否正常连接的重要依据。

现有海洋工程设备中的信号采集装置其中一路信号采集电路组成框图如图1所示，信号线L与比较器A的同相输入端连接，则比较器A的同相输入端电压U⁺等于信号线L上被采到的电压U_n，同时信号线L通过电阻R₇₅(电阻值为3.2KΩ)与直流5v地DC5VGND连接；信号公共线LGND通过电阻R₁₁₂(电阻值为1.2KΩ)与直流5v正极DC5V+连接；分压电阻R₉₂(电阻值为2KΩ)和R₇₄(电阻值为3KΩ)对直流5v进行分压得到基准电压U_m＝3v，将基准电压U_m接入到比较器A的反相输入端U^-。

(公式Ⅰ)

式中R_X为X区(海水或导线)信号线L与信号公共线LGND之间的等效电阻。

当X区中的信号线L与信号公共线LGND在被测设备内用导线短接时，R_X电阻值近似为0，根据公式Ⅰ可得出U⁺等于3.64v，U⁺大于基准电压U_m的3v；

当X区为空气时，即信号线L与信号公共线LGND断开，R_X电阻值为无穷大，根据公式Ⅰ可得出U⁺等于0v，小于基准电压U_m的3v；

当X区为海水时，信号线L与信号公共线LGND被海水短接，为了与导线短接的情况区分开，则信号线L上被采到的电压U_n必须小于3v，即U⁺必须小于3v，根据公式Ⅰ可得出R_X必须大于0.93KΩ。由于海水在外加5v电压，限流电阻4.4KΩ(R₇₅+R₁₁₂)情况下仍然具有较强的导电能力，一般情况下阻值均大于1KΩ，但是海水导电离子浓度稍微偏高或其他异常状况就很容易造成X区内的海水等效电阻小于1KΩ，这样就会造成信号采集结果和信号线L与信号公共线LGND由导线短接时的采集结果一样，这样海洋工程设备就会误判与被测设备仍然正常连接。

通过上述情况分析可知，现有海洋工程设备上的信号采集装置没有有效利用海水的导电特性，使得判断信号线L和信号公共线LGND之间是导线短接或者是海水短接非常困难，存在误判的问题，轻则使装备间的通信异常，重则会造成海洋工程设备内的电源模块损坏，甚至对海洋工程设备所在的平台造成安全事故。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种海洋工程设备用信号采集装置，用以解决现有海水短接和导线短接的误判问题，提高了海洋工程设备工作的安全性。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种海洋工程设备用信号检测装置，其特征在于，所述装置包括分压器、放大器、和比较器，所述分压器获得不大于0.6伏的第一电压；该第一电压输入至所述放大器的同相输入端，信号线通过第一电阻(R₃)连接至所述放大器的反向输入端，第二电阻(R₄)的两端分别连接所述放大器的反向输入端和所述放大器的输出端；所述放大器的输出端(U₁)连接所述比较器的同向输入端，第三电阻(R₅)与第四电阻(R₆)对24伏电压进行分压得到第二电压连接至所述比较器的反向输入端，根据比较器的输出确定所述信号线与信号公共线之间的介质类型。

优选的，当所述放大器输出端电压小于所述第二电压时，确定所述信号线与信号公共线之间的介质为海水或空气；当所述放大器输出端电压大于所述第二电压时，确定所述信号线与公共线之间的介质为导线连接。