一种机械式开关型深度传感器的制造方法
【专利摘要】本发明属于海洋高压环境机电控制【技术领域】，具体地说是一种机械式开关型深度传感器。包括壳体、活塞、磁铁组件、弹簧、开关组件、橡胶电缆端头，其中壳体为中空结构，所述活塞滑动连接于壳体的中心孔内，活塞的一端通过壳体内设有内止口限位，所述壳体的一端设有外螺纹，另一端与橡胶电缆端头连接，所述橡胶电缆端头内设有开关组件，所述磁铁组件设置于活塞的另一端、并与开关组件相对应，所述弹簧设置于壳体的中心孔内、并位于活塞与橡胶电缆端头之间；本发明具有压力设定范围大，性能稳定、安全可靠，结构紧凑，成本低、易实现等诸多优点。
【专利说明】一种机械式开关型深度传感器
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋高压环境机电控制【技术领域】，具体地说是一种机械式开关型深度传感器。
【背景技术】
[0002]目前在海洋油气勘探开发等领域，对潜器、作业工具等深度的检测十分必要和广泛。多数深度传感器采用压敏元件(不锈钢、陶瓷等)的形式，实时连续监测深度信息，结构复杂，耗能多，价格昂贵。而很多应用场合仅要求达到一定深度后，触发深度开关信号，进而触发单片机及各种控制器工作即可，因而研制出一种结构简单紧凑，性能稳定可靠，低成本的机械式开关型深度传感器已成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种机械式开关型深度传感器，该机械式开关型深度传感器结构简单紧凑，性能稳定可靠，低成本。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种机械式开关型深度传感器，包括壳体、活塞、磁铁组件、弹簧、开关组件、橡胶电缆端头，其中壳体为中空结构，所述活塞滑动连接于壳体的中心孔内，活塞的一端通过壳体内设有的内止口限位，所述壳体的一端设有外螺纹，另一端与橡胶电缆端头连接，所述橡胶电缆端头内设有开关组件，所述磁铁组件设置于活塞的另一端、并与开关组件相对应，所述弹簧设置于壳体的中心孔内、并位于活塞与橡胶电缆端头之间；海水通过壳体一端的通孔推动活塞移动、并压缩弹簧，海水压力与弹簧力平衡；当达到设定深度后，磁铁组件靠进开关组件、并发出讯号。
[0006]所述活塞与壳体之间设有密封组件。所述密封组件包括防尘圈和斯特封。所述壳体的一端设有台肩。
[0007]所述活塞的另一端沿轴线设有延伸部，所述延伸部与磁铁组件连接，所述弹簧套设于所述延伸部上、并一端抵接于活塞的轴肩，另一端抵接于所述橡胶电缆端头。
[0008]所述壳体的另一端设有沉孔，所述橡胶电缆端头的一端设有凸起和沉孔，所述橡胶电缆端头一端的凸起与壳体另一端的沉孔配合连接，所述弹簧的另一端抵接于所述橡胶电缆端头一端的沉孔底部。所述开关组件为干簧管接近开关，所述干簧管接近开关与磁铁组件相对应。所述橡胶电缆端头与开关组件和壳体通过胶水连接，所述磁铁组件与活塞通过胶水连接。
[0009]本发明的优点与积极效果为:
[0010]1.所测深度范围大。本发明原理为海水压力和弹簧反作用力保持平衡，检测弹簧压缩量间接检测海水深度。可以根据需要改变弹簧刚度及预压缩量，使得在不同海水深度下触发信号。本发明所测量海水深度为0-2000米,最大承受海水深度为8000米。
[0011]2.性能稳定、安全可靠。本发明应用弹簧力与所测海水压力平衡的原理，应用防尘圈与斯特封组合结构进行密封，检测组件采用磁铁块与干簧管接近开关结构，本发明将他们巧妙的结合起来，检测深度传感器在海水中深度。壳体内部设计有活塞运动限位结构，保护磁铁组件、开关组件及橡胶电缆接头，安全可靠。
[0012]3.结构紧凑。根据需要选择不同弹簧直径和线径，活塞运动范围很小，约为3mm左右，若接点形式为常闭，则整体尺寸在65mm左右；若接点形式为常开，整体尺寸在55mm左右。
[0013]4.成本低，易实现。采用标准的元器件，加工工艺性简单，加工精度不高，成本低，易实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图；
[0015]图2为图1的俯视图。
[0016]其中:1为壳体，2为活塞，3为防尘圈，4为斯特封，5为磁铁组件，6为弹簧，7为开关组件，8为橡胶电缆端头。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0018]如图1所示，本发明包括壳体1、活塞2、密封组件、磁铁组件5、弹簧6、开关组件7、橡胶电缆端头8，其中壳体I为中空结构，所述活塞2滑动连接于壳体I的中心孔内，活塞2的一端通过壳体I内设有的内止口限位，所述内止口对活塞2起到限制行程的作用。所述活塞2的另一端沿轴线设有延伸部，所述延伸部通过专用胶水(如:美国洛德公司生产的凯姆洛克胶)与磁铁组件5连接。所述弹簧6设置于壳体I的中心孔内、并套设于所述活塞2另一端的延伸部上，所述弹簧6 —端抵接于活塞2的轴肩，所述活塞2另一端的延伸部，起到对弹簧6的导向和固定磁铁组件5的作用。所述壳体I的一端设有台肩和外圆周表面设有外螺纹，便于对外安装和密封，所述壳体I的另一端设有沉孔。所述橡胶电缆端头8的一端设有凸起和沉孔，所述橡胶电缆端头8—端的凸起与壳体I另一端的沉孔配合、并通过专用胶水(如:美国洛德公司生产的凯姆洛克胶)连接，所述弹簧6的另一端抵接于橡胶电缆端头8 —端的沉孔底部。所述弹簧6的压缩量间接测量深度传感器到达海水深度，测量不同深度可改变弹簧线径及预压缩量，另外弹簧也起到活塞2的复位作用。所述橡胶电缆端头8内设有开关组件7，所述开关组件7与磁铁组件5相对应，壳体I对磁铁组件5、开关组件7和橡胶电缆端头8进行保护。所述活塞2与壳体I之间设有密封组件，所述密封组件包括防尘圈3和斯特封4。所述防尘圈3和斯特封4等密封部件采用耐海水腐蚀材料，防止海水及杂质进入弹簧腔，保证活塞2低阻力运动的同时，起到对海水密封作用，不受外界海水及杂质的影响，使得测量结果更加准确。壳体I内部的开孔方式，使得活塞在初始位置即可顺利在海水压力作用下动作，以及方便将进入壳体I内部海水及杂质排除。
[0019]所述开关组件7为干簧管接近开关，所述干簧管接近开关与磁铁组件5相对应。海水通过壳体I 一端的通孔推动活塞2移动、并压缩弹簧6，海水压力与弹簧力平衡；当达到设定深度后，磁铁组件5靠进干簧管接近开关，所述磁铁组件5使干簧管接近开关与控制电路接通，并发出讯号。磁铁组件5和开关组件7组合的海水深度检测方式，开关组件7采用干簧管接近开关，动作可靠。干簧管接近开关为现有技术，型号为Dc08，购置于上海米尔圣传感器有限公司。
[0020]壳体I具有海水引入，及对活塞2的限位功能，同时避免磁铁组件5、开关组件7及橡胶电缆端头8的损坏。
[0021]本发明的工作原理是:
[0022]外界海水通过壳体I端部孔道作用在活塞2的一端，推动活塞2运动，直到与另一端弹簧6的作用力平衡。活塞2的运动距离间接反映当时海水深度，当达到设定深度以后，磁铁组件5与开关组件7即发出讯号，进而可进行下一步定位、巡航等操作。防尘圈3和斯特封4的组合结构保证活塞低摩擦力运动的同时，对海水起到密封作用。本发明在结构上限定活塞2的运动范围，同时保护磁铁组件5、开关组件7和橡胶电缆端头8。本发明可根据需要，可满足不同深度(0-2000米)发讯要求，最大工作深度可达到8000米。开关组件触点的接线方式可以采用常开式或常闭式。
[0023]本发明的装配过程是:
[0024]先将防尘圈3和斯特封4装入壳体I内，再将磁铁组件5与活塞2通过胶水连接后装入壳体I内，活塞2与壳体I之间间隙配合，依靠防尘圈3和斯特封4密封；再将弹簧6套设于活塞2另一端的延伸部上，再将开关组件7和橡胶电缆端头8通过胶水连接；最后，橡胶电缆端头8与壳体I通过胶水连接。
[0025]综上所述，本发明采用海水压力与弹簧力相平衡原理，弹簧压缩量间接测量深度传感器到达海水深度，随着下潜深度增加，海水压力越来越大，海水压力与弹簧力平衡，弹簧6被压缩。当达到的海水深度大于设定值时，开关组件7发出讯号，以便进行下一步控制。本发明解决了设备在达到设定海水深度之后即发讯，以便进行下一步定位、巡航的问题。
【权利要求】
1.一种机械式开关型深度传感器，其特征在于:包括壳体(I)、活塞(2)、磁铁组件(5)、弹簧(6)、开关组件(7)、橡胶电缆端头(8)，其中壳体(I)为中空结构，所述活塞(2)滑动连接于壳体(I)的中心孔内，活塞(2)的一端通过壳体(I)内设有的内止口限位,所述壳体(I)的一端设有外螺纹，另一端与橡胶电缆端头(8)连接，所述橡胶电缆端头(8)内设有开关组件(7)，所述磁铁组件(5)设置于活塞(2)的另一端、并与开关组件(7)相对应，所述弹簧(6)设置于壳体(I)的中心孔内、并位于活塞(2)与橡胶电缆端头(8)之间；海水通过壳体(I) 一端的通孔推动活塞(2)移动、并压缩弹簧￠)，海水压力与弹簧力平衡；当达到设定深度后，磁铁组件(5)靠进开关组件(7)、并发出讯号。
2.按权利要求1所述的机械式开关型深度传感器，其特征在于:所述活塞(2)与壳体(I)之间设有密封组件。
3.按权利要求2所述的机械式开关型深度传感器，其特征在于:所述密封组件包括防尘圈⑶和斯特封⑷。
4.按权利要求1所述的机械式开关型深度传感器，其特征在于:所述壳体(I)的一端设有台肩。
5.按权利要求1所述的机械式开关型深度传感器，其特征在于:所述活塞(2)的另一端沿轴线设有延伸部，所述延伸部与磁铁组件(5)连接，所述弹簧(6)套设于所述延伸部上、并一端抵接于活塞(2)的轴肩，另一端抵接于所述橡胶电缆端头(8)。
6.按权利要求5所述的机械式开关型深度传感器，其特征在于:所述壳体(I)的另一端设有沉孔，所述橡胶电缆端头(8)的一端设有凸起和沉孔，所述橡胶电缆端头(8) —端的凸起与壳体(I)另一端的沉孔配合连接，所述弹簧￠)的另一端抵接于所述橡胶电缆端头(8) 一端的沉孔底部。
7.按权利要求1所述的机械式开关型深度传感器，其特征在于:所述开关组件(7)为干簧管接近开关，所述干簧管接近开关与磁铁组件(5)相对应。
8.按权利要求1所述的机械式开关型深度传感器，其特征在于:所述橡胶电缆端头(8)与开关组件(7)和壳体(I)通过胶水连接，所述磁铁组件(5)与活塞(2)通过胶水连接。
【文档编号】G01C13/00GK104422427SQ201310365260
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】张巍, 陈琦, 刘开周 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所