专利名称：船用数据保护单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种船载航行设备，具体涉及一种船载航行数据记录仪的数据备份存储设备。
背景技术：
船用数据保护单元是船载航行数据记录仪中最为关键的设备，船载航行数据记录仪是用于国际航行的船舶按照相关要求需要装备的船载航行数据记录仪，记录有关船舶的状态和输出信号、船舶的指挥命令和操作控制等预先选定的数据项目。船载航行数据记录仪采集记录的数据项目在保存主机的同时，也通过数据电缆传送到船用数据保护单元作为备份，船用数据保护单元的作用是为了能够对海上事故的有关原因进行随后的分析。国际海事组织(IMO)制定了船用数据保护单元的标准要求，数据保护单元除了盐雾水密抗电磁干扰方面的要求需要达到外，还需要经受下列情况后，数据单元内部数据仍然完好并能读取1.冲击50g的半正弦脉冲，持续Ilms ；2.穿刺250kg并带有IOOmm直径尖头的物体,从3m高处落下；3.耐火260°C的低温火烧10h，1100°C的高温火烧Ih ；4.深海压力和潜水浸没在海水中经受60MPa的压力(相当于6000m深度)24h，3m水深海水浸泡30天。目前，国内生产的船用数据单元大多单纯地从阻隔热传导的角度设计船用数据保护单元，内部结构和出线方式在经历久颠簸的航行后大多比较紊乱，极大影响了船用数据保护单元的性能和使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种船用数据保护单元，全面提升船用数据单元的各项性能，尤其改善了现有技术问题中的船用数据单元经耐火试验后的各项性能。本发明提供了一种船用数据保护单元，包括外壳体、隔热桶和内核，隔热桶位于外壳体和内核之间，外壳体与隔热桶之间设有防火层，隔热桶与内核之间设有石蜡层。本发明通过模块化设计，各层的功能独立，可拆分，组装及维护成本较低，并各层独立包裹内层，除了相邻两层之间，其他层与保存备份数据的载体一电子盘没有物理连接，可避免热量通过物理连接传递到电子盘。在一些实施方式中，外壳体包括上壳体、底座和底盘，底盘固定上壳体底部内侧，上壳体设有底盘的一侧通过释放装置固定在底座上，底盘上设有条形孔。外壳体与外壳体内部防火层直接接触，与隔热桶或内核没有连接关系，避免热量通过连接件传递到防护层内部的隔热桶。在一些实施方式中，隔热桶包括隔热桶外壳、液体层、真空桶和隔热桶上盖，隔热桶上盖边缘有缺口，真空桶在隔热桶外壳的内部，液体层位于真空桶和隔热桶外壳之间。隔热桶的液体层将利用液体升温吸热和液体汽化放出热量进一步阻隔热能从防护层传递入隔热桶内部，隔热桶的液体层内还具有真空层，阻隔经过液体层的少量热量进入隔热桶内部。在一些实施方式中，内核包括内核壳体和紧固在内核壳体两端的内核底盖与内核顶盖，内核顶盖上设有条形过孔，内核顶盖内侧设有电子盘固定架。在满足承压的基础上，电子盘固定架只与内核顶盖有物理连接关系，与其他部件没有直接的物理连接，进一步阻隔热量向电子盘固定架的传递。在一些实施方式中，本发明还包括电子盘、数据转接板，嵌入式系统处理器、直插式接线端子和数据线插座，电子盘固定电子盘固定架上，数据转接板插装在条形过孔内，直插式接线端子和嵌入式系统处理器固定在底盘靠底座的一侧，数据线插座固定在底座外侦牝数据转接板通过数据排线与电子盘联接，数据转接板通过数据排线联接嵌入式系统处理器，嵌入式系统处理器通过直插式接线端子联接数据线插座。通过嵌入式系统处理器建立船载航行数据记录仪的主机与内核内电子盘的数据联接，将主机采取的的数据写入电子盘中。在一些实施方式中，本发明还包括固定在底盘上的电源线插座，电源线插座通过直插式接线端子联接嵌入式系统处理器。本发明由电源线提供电源，并采用直插式接线端子，配合外接的释放装置，使本发明安装和释放的操作过程简单方便。
图1为本发明一种实施方式的船用数据保护单元的结构示意图；图2为图1所示船用数据保护单元的内核顶盖装配示意图；图3为图1所示船用数据保护单元的隔热桶结构示意图；图4为图1所示船用数据保护单元的底盘装配示意图；图5为图1所示船用数据保护单元的底座装配示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细说明。如图1所示，本发明描述了一种船用数据保护单元，包括外壳体、隔热桶和内核。隔热桶位于外壳体和内核的之间，外壳体与隔热桶之间设置有防火层2，隔热桶与内核之间设置有石蜡层4。外壳体包括上壳体11、底座12和底盘13，底盘13螺栓固定在上壳体11底部内侧，上壳体11设有底盘13的一侧通过释放装置固定在底座12上，底盘13上设有条形孔14。隔热桶包括隔热桶外壳31、液体层32、真空桶33和隔热桶上盖34，隔热桶上盖34边缘有缺口 35，真空桶33在隔热桶外壳31的内部，液体层32位于真空桶33和隔热桶外壳31之间。内核包括内核壳体51和紧固在内核壳体51两端的内核底盖52与内核顶盖53，内核顶盖53上设有条形过孔57，内核顶盖53内侧设有电子盘固定架56。本发明还包括电子盘56、数据转接板71，嵌入式系统处理器75、直插式接线端子74和数据线插座76，电子盘56固定在电子盘固定架56上，数据转接板71插装在条形过孔57内，直插式接线端子74和嵌入式系统处理器75固定在底盘13靠底座12的一侧，数据线插座76固定在底座12外侧，数据转接板71通过数据排线72与电子盘70联接，数据转接板71通过数据排线73联接嵌入式系统处理器75，嵌入式系统处理器75通过所述直插式接线端子74联接所述数据线插座76。本发明还包括固定在底盘12上的电源线插座77，电源线插座77通过直插式接线端子74联接嵌入式系统处理器75。如图2所示，数据转接板71插装在内核顶盖53上的条形过孔57中，对正校准，即内核顶盖53内侧面与数据转接板71板面目测尽量垂直。在内核顶盖53内侧面的条形过孔57与数据转接板71之间均匀填充塑料热熔胶，密封其中空隙，并保证内核顶盖53上部充胶时无泄漏，待塑料热熔胶凝固后，再向内核顶盖53外侧面的条形过孔57与数据转接板71之间均匀填入自配密封胶至与内核顶盖53外侧面齐平，点胶时注意不留空隙且不得覆盖数据转接板71两侧的焊盘。数据转接板71在内核顶盖53内侧的一端通过数据排线72与电子盘70连接，数据排线72焊接数据转接板71，焊前用脱脂棉蘸酒精擦净焊点，焊后用704硫化硅橡胶封装焊接块的正反两面。操作时可待一面704硫化硅橡胶风干后再点另一面,待两面704硫化硅橡胶风干后，用偏口钳子将内核顶盖53内侧的塑料热熔胶全部去掉，704硫化硅橡胶具有突出的耐高温性、低温性、耐热水性和耐老化性，优异的电器绝缘性、防潮抗震性和优异的粘接性。数据转接板71的另一端焊接数据排线73，同样焊前酒精擦洗干净，焊后704硫化硅橡胶封正反两面。数据排线72、数据排线73都使用高温44芯电缆，并配44芯电缆插头。电子盘固定架56通过螺钉固定在内核顶盖53上，电子盘70通过螺钉固定在电子盘固定架56上，数据排线72插接电子盘70。装配过程中用黑色绝缘胶带包裹数据排线73插头，以保护数据排线73的插头。高温44芯电缆是选自以绞合镀锡为导体和铁氟龙为绝缘体的导线，具有优良的抗海水腐蚀性，并具有优良的电绝缘性能、高频损耗小、不吸潮，具有突出的耐燃性和耐老化性能，使用寿命长。内核壳体51两端具有内螺纹，内核底盖52、内核顶盖53对应位置具有外螺纹，内核壳体51两端分别与内核底盖52、内核顶盖53螺纹连接，内核底盖52、内核顶盖53上还具有L形内槽，L形内槽内有密封圈密封，可使螺纹连接后保持良好的密封性，L形内槽壁与密封圈间缝隙填充MP-3润滑脂，MP-3润滑脂是一种多效长寿命润滑脂，具有良好的抗水性、机械安全性、防锈性和氧化安定性，可延长装置的使用寿命。如图3所不，隔热桶,包括隔热桶外壳31、液体层内壳和隔热桶上盖34。隔热桶外壳31为圆柱状不锈钢壳体，一端设有与隔热桶上盖34大小、形状相对应的第一开口。隔热桶外壳31采用304不锈钢，304不锈钢具有适合数据单元在海上环境需要的防锈性和抗腐蚀性，并兼具一定的耐高温性，有助于船用数据单元的使用寿命。液体层内壳设置在隔热桶外壳31内，并具有与隔热桶上盖34大小、形状相互对应设置的第二开口。第一开口与第二开口无缝隙连接。这样，隔热桶外壳31与液体层内壳形成了一个封闭的空腔，该空腔并不完全封闭。隔热桶外壳31外壁设有两开孔，通过该开孔将液体填充该空腔中即可形成液体层32，液体填充完毕后，开孔处设孔塞堵住开孔。隔热桶上盖34还包括上盖壳体和上盖壳体内的液体层32，隔热桶上盖34外壁还设有开孔，并具有孔塞，液体层32内的液体也是通过开孔32填充，并用孔塞34堵住。液体层32的液体主要是蓝冰、水和调节剂组成的混合液体。本发明主要采用的蓝冰选自Cryopak° Industries Inc.的ICE-PAK的凝胶状蓝冰,它是一种高效新型蓄冷剂，功能性高分子材料，无毒，不会燃烧和爆炸，无腐蚀性，可重复使用，非阳光下使用寿命超过10年，即使盛环保冰的容器破损也无任何污染。本发明还辅以水、氯化钠、氯化钾等调节混合液体至合适的沸点。本发明以氯化钠和氯化钾为调节剂的举例，需要指出的是，本发明并不以氯化钠和氯化钾为限。本实施例中，优选采用72%的ICE-PAK的凝胶状蓝冰、18%饱和氯化钠溶液和10%的氯化钾溶液作为液体层32、31内的混合液体，上述百分比均为重量百分比，可调节混合溶液至合适的沸点(70°C左右)。液体层32的液体层厚度可以2至6厘米设置，开孔可以是6至12毫米的圆形孔设置。本实施例以液体层32的厚度为3厘米。开孔选自直径9毫米的圆形孔，并配有对应设置的孔塞。可以使液体层32内液体达到非稳态时，产生合适的压强，冲脱对应设置的孔塞。此外，将混合液体灌入隔热桶外壳31和隔热桶上盖34后，将开孔胶封即可达到这种效果，这也是孔塞的一种最简单的实施方式。在破坏性实验中，液体层32、31内混合液在过量吸热后达到70°C情况下处于非稳态，继续吸热后体积膨胀，冲脱隔热桶外壳31上孔塞14和隔热桶上盖的孔塞34，将热量释放到隔热桶外部，该结构可以保证隔热桶在260°C的持续高温下10小时，液体层内壳温度不会超过80°C。本发明所提供的船用数据保护单元隔热桶，还可以包括真空桶33，真空桶33包括中空桶状的真空层外壳和真空层内壳。真空层内壳设于真空层外壳内部，真空层内壳的沿口与真空层外壳的沿口无缝连接。这样，真空层内壳和真空层外壳之间形成了一个封闭的腔体，该腔体内设置为真空。真空桶33设置于液体层32内侧。真空桶33的设置可以阻隔经隔热桶液体层传递进来的少量热量。真空桶33采用316不锈钢制成，在破坏性试验中，将配有液体层32和真空桶2的隔热桶置于260°C的持续高温下10小时，真空层内壳温度不会不超过10°C。真空层外壳与液体层内壳可以是两个独立的部件，也可以是一个部件，当真空层外壳与液体层内壳是同一个部件的时候，真空桶33可以是与隔热桶外壳31 —体铸造而成，也可以是将真空桶的沿口无缝隙连接在隔热桶外壳31的第一开口内壁处。 隔热桶上盖34边缘设有缺口 35，以方便装配时，从数据转接板71引出的出数据排线73。将内核装入隔热桶的真空桶33中后，石蜡融化后浇注在内核与真空桶2之间的空间，形成石蜡层4，。石蜡液面离隔热桶上边沿约3cm处左右即可。待石蜡冷却凝固后，盖上隔热桶上盖34，并将联接内核的数据排线73从隔热桶上盖34的缺口 35处引出，然后缺口35处填充环氧树脂胶至与隔热桶上盖34的外壁齐平即可，最后在隔热桶上盖34和隔热桶外壳31的结合缝隙中均匀涂抹1:1调好的AB胶，并高出3至5毫米，以确保隔热桶的上盖密封良好。上壳体11为中空桶状结构，设有与底盘13对应设置的开口。隔热桶外壳31设于上壳体11与底盘13围成的腔体内部，隔热桶外壳31与腔体间紧密填装有防火毯作为防火层2。防火毯选自硅酸铝纤维长丝经双面针刺工艺成型的陶瓷纤维毯。该纤维具备良好的交织程度、抗分层性能、抗拉强度等，化学性能稳定，耐温可达950至1140(TC。确保陶瓷纤维在高温、低温工况下均具有良好的可造性和稳定性，延长了船用数据保护单元防火层的使用寿命，并对船员健康无不良影响。防火毯内还可均匀夹带干燥剂，干燥剂均匀分布在防火毯的各处，防止防火毯因为气候或者其他原因引起的吸潮，并因受潮引起纤维的收缩或其他形态的改变，进而延长防火层的使用寿命。如图4所示，底盘13外侧面固定有嵌入式系统处理器75和直插式接线端子74。直插式接线端子74中作为数据联接的导线焊接嵌入式系统处理器75，焊点由热缩管热缩后固定。焊点热缩固定，使数据联接更加牢靠。并不受防火层纤维的影响。直插式接线端子74联接嵌入式系统处理器75中作为电源线的两根导线从嵌入式系统处理器75背面穿过来，将插头插进嵌入式系统处理器75相应插座上，并用少量793中性硅酮密封胶将插头和插座固定，793中性硅酮密封胶粘结延伸性好，固化后形成的硅橡胶弹性体能适应高达±25%的总结口位移，并且膨胀收缩后恢复无不良影响，粘接性能优良，耐高、低温，在-40至1150°C下，仍有优异的防水密封性能，固化后弹性体再受强烈温度变化和持久紫外线照射下性能保持不变。底盘13或者嵌入式系统处理器75上合适处设有定位装置，定位装置可以是固定在底盘13或者嵌入式系统处理器75上的线卡，也可以是吸盘。直插式接线端子74作为数据联接的四根导线中部附近用R形线卡套住，R形线卡固定在嵌入式系统处理器75合适位置处。直插式接线端子74中作为电源导线用扎带捆绑固定在吸盘上，吸盘固定在底盘13上。上述的定位措施，即使防火层经久略有松动，数据联接和电源联接仍然没有影响。底盘13还设有条形孔14，方便从船用数据保护单元隔热桶引出数据排线73。数据排线73与底盘13上条形孔14之间的空隙用793中性硅酮密封胶胶封。此时可拆开数据排线73的插头上的胶带，并牢靠插入嵌入式系统处理器75的插座上，底盘13与上壳体11内壁之间缝隙用酒精擦拭干净后用704室温硫化硅橡胶密封。如图5所示，底座12外侧面安装有数据线航空插座76和电源线航空插座77，数据线航空插座76和电源线航空插座77分别通过四根数据导线和两根电源导线连接直插式接线端子74，四根数据导线和两根电源导线的一端剥掉5至8cm护套后镀锡修剪，镀锡端对号焊接到数据线航空插座76和电源线航空插座77上，焊点各套热缩管20mm并热缩，各导线另一端压接管状端子，管状端子按照规定的顺序固定在直插式接线端子74中，导线系绑扎带并固定在黏贴吸盘上，吸盘固定在底座12内侧，电源线均采用铜芯聚氯乙烯绝缘软护套电线(BVR)，铜芯聚氯乙烯绝缘软护套电线(BVR)的使用保证在船舶航行中经久颠簸的情况下导线具有良好的韧性，增加了船用数据保护单元的使用寿命。此外，本发明所采用数据导线均为绞合镀锡铜线并以氟化乙烯丙烯共聚物为绝缘层的高温导线，有优良的耐腐蚀性能，抗油、强酸、抗强碱、强氧化剂等，延长了装置的使用寿命。电源导线均采用铜芯聚氯乙烯绝缘软护套电线(BVR)，铜芯聚氯乙烯绝缘软护套电线的使用保证在船舶航行中经久颠簸的情况下导线具有良好的韧性，增加了船用数据保护单元的使用寿命。此外，除另有描述，本发明所有固定连接处均可采用涂可拆胶封的螺钉连接，可延长装置的使用寿命。底座12具有安装槽，安装槽设有密封圈槽，密封圈槽内有设密封圈，密封圈涂钡基润滑脂，使密封圈良好的机械安定性，抗水性，防护性及粘着性。上壳体11槽内和底座12法兰内侧涂20号航空润滑油后将底座12固定在上壳体11上。20号航空润滑油具有优异的粘温性、防锈抗腐性、氧化安定性和热稳定性，延长船用数据单元的使用寿命。本发明各层分别包裹数据载体，除了相邻两层之间，其他层与数据载体没有物理连接，可避免热量通过物理连接传递。
权利要求
1.船用数据保护单元，其特征在于，包括外壳体、隔热桶和内核，所述隔热桶位于所述外壳体和内核之间，所述外壳体与所述隔热桶之间设有防火层(2)，所述隔热桶与所述内核之间设有石蜡层(4)。
2.根据权利要求1所述的船用数据保护单元，其特征在于，所述外壳体包括上壳体(11)、底座(12)和底盘(13)，所述底盘(13)固定在所述上壳体(11)底部内侧，所述上壳体(11)设有底盘(13)的一侧通过释放装置固定在所述底座(12)上，所述底盘(13)上设有条形孔(14)。
3.根据权利要求1所述的船用数据保护单元，其特征在于，所述隔热桶包括隔热桶外壳(31)、液体层(32)、真空桶(33)和隔热桶上盖(34)，所述隔热桶上盖(34)边缘有缺口(35)，所述真空桶(33)在所述隔热桶外壳(31)的内部，所述液体层(32)位于所述真空桶(33)和所述隔热桶外壳(31)之间。
4.根据权利要求1所述的船用数据保护单元，其特征在于，所述内核包括内核壳体(51)和紧固在所述内核壳体(51)两端的内核底盖(52)与内核顶盖(53)，所述内核顶盖(53)上设有条形过孔(57)，所述内核顶盖(53)内侧设有电子盘固定架(56)。
5.根据权利要求1所述的船用数据保护单元，其特征在于，还包括电子盘(56)、数据转接板(71)，嵌入式系统处理器(75)、直插式接线端子(74)和数据线插座(76)，所述电子盘(56)固定在所述电子盘固定架(56)上，所述数据转接板(71)插装在所述条形过孔(57)内，所述直插式接线端子(74)和嵌入式系统处理器(75)固定在所述底盘(13)靠所述底座(12)的一侧，所述数据线插座(76 )固定在所述底座(12 )外侧，所述数据转接板(71)通过数据排线(72 )与电子盘(70 )联接，所述数据转接板(71)通过数据排线(73 )联接所述嵌入式系统处理器(75)，所述嵌入式系统处理器(75)通过所述直插式接线端子(74)联接所述数据线插座(76)。
6.根据权利要求1所述的船用数据保护单元，其特征在于，还包括固定在所述底盘(12)上的电源线插座(77)，所述电源线插座(77)通过所述直插式接线端子(74)联接所述嵌入式系统处理器(75)。
全文摘要
本发明公开了一种船用数据保护单元，包括外壳体、隔热桶和内核，隔热桶位于外壳体和内核之间，外壳体与隔热桶之间设有防火层，隔热桶与内核之间设有石蜡层。本发明通过模块化设计，各层的功能独立，可拆分，组装及维护成本较低，并各层独立包裹内层，除了相邻两层之间，其他层与保存备份数据的载体—电子盘没有物理连接，可避免热量通过物理连接传递到电子盘。
文档编号G07C5/08GK103035045SQ20121056684
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者李中华 申请人:江苏海兰船舶电气系统科技有限公司