一种光敏复合式入水检测装置的制作方法

本实用新型涉及传感器领域，具体涉及一种光敏复合式入水检测装置。

背景技术：

光敏复合式入水检测装置，用于在自动模式下判断直升机是否从空中坠入水中，并给出相关的开关量信号，作为机载漂浮系统在飞机入水后充气展开漂浮系统气囊的输入量，工作介质为空气与水(包含海水及江河、湖泊淡水介质)。

水与空气在诸多参数上都有很大不同，根据这些参数差异就有多种方法可以实现入水检测，比如电导法、热导法、浮力法、超声波法、压差法、电容法、光敏法等，但因受直升机外部环境影响，上述方法存在人为或环境污染等误触发，以及在结冰条件下误触发和在强光环境条件下入水不触发等缺点，降低了直升机漂浮系统在日常维护和使用中的可靠性。

技术实现要素：

实用新型目的

为了克服现有技术途径存在的人为、环境污染和自然环境因素影响，本实用新型提供了一种光敏复合式入水检测装置，可以有效解决直升机漂浮系统入水检测装置存在的人为或环境污染等误触发问题，以及在结冰条件下误触发和在强光条件下入水不触发问题。

技术方案

本实用新型提供了一种光敏复合式入水检测装置，包括红外发射二极管1、光敏三极管2、基座3、光学探头4、红外单向透光膜5、正电极6、负电极7、光敏检测电路8、导通检测电路9和逻辑与电路10；

基座上设置有发光孔和接收孔，红外发射二极管固定在发光孔内，光敏三极管2固定在接收孔内；且在发光孔和接收孔的孔口包覆有聚砜材料，聚砜材料形成具有光学介面的光学探头，在聚砜材料的光学介面覆盖有红外单向透光膜；

红外发射二极管作为发射光源，采用非可见光波段的红外光源，光敏三极管用于接收红外光源；

在光学探头空气中时，从发光孔中发出的红外光通过光学介面全反射到接收孔中，当光学探头置于水中时，从发光孔中发出的红外光通过光学介面部分反射到接收孔中，部分折射穿过红外单向透光膜；

光敏检测电路8与红外发射二极管1和光敏三极管2点连接，用于提供滤波电源、发射光源驱动以及接收光信号采集，当红外光全反射到接收孔的光敏三极管时，所述光敏检测电路不会向逻辑与电路10发送水检测信号，当红外光部分反射到接收孔的光敏三极管时，所述光敏检测电路会向逻辑与电路10发送水检测信号；

导通检测电路9为电极入水导通检测电路，正、负电极分别作为导通检测电路9的检测电极，当正、负电极处于空气中时，由于空气导电率极小，导通检测电路9不会接通，而当电极浸入水中后，由于水具有一定的导电率，导通检测电路会被接通，接通后会向逻辑与电路10发送水检测信号；

逻辑与电路10为逻辑“与”判断输出电路，当光敏检测电路和导通检测电路均发送水检测信号到逻辑与电路后，逻辑与电路会向飞机漂浮系统发出入水指令。

进一步的，所述逻辑与电路为周期电路，会周期的进行逻辑判断，并在连续得到光敏检测电路和导通检测电路均发送水检测信号的判断结构后，才会向飞机漂浮系统发出入水指令。

进一步的，所述光学探头为锥形，锥角为90°。

进一步的，所述红外单向透光膜采用高透明PET复合材料，压贴于光学探头的锥面上，能阻挡外界90％的红外光线进入光学探头，避免在强光自然环境条件下，当光学探头浸入水后，外界强光中的红外光线折射进入光学探头，从而导致导致错误信号。

进一步的，基座为金属铝材料。

进一步的，正电极采用铂金属材料，负电极采用镍金属材料，其物理性能稳定，耐腐蚀能力强。

本实用新型的目的是解决直升机漂浮系统入水检测装置在实际应用中因外界自然环境条件而产生的误触发和入水不触发问题，因此下面就通过误触发和入水不触发问题分开说明：

当直升机漂浮系统入水检测装置处于结冰等自然环境或人为误操作条件下，而实际未入水时，光学探头4浸没于冰水环境中，红外发射二极管1发出的红外光线被冰界面折射，可能会导致电路8输出光敏检测入水开关信号，另一路中正电极6和负电极7因冰导电率较低，电路9不会输出电极导通检测入水开关信号，造成电路10经逻辑“与”判断后不会输出开关量入水指令，避免导致直升机漂浮系统气囊充气误触发工作。

当直升机在自动模式下，坠入水面需要漂浮系统气囊充气展开时，若光学探头4处于外界自然强光环境中，虽然红外发射二极管1发出的红外光线大部分会经水界面折射到水中，但在没有红外单向透光膜5的情况下，外界自然强光中的红外光线也会被光敏三极管3足量接收，从而导致电路1不会输出光敏检测入水开关信号，导致直升机漂浮系统气囊没有触发。但是当光学探头4表面压贴有红外单向透光膜5时，外界自然强光中的红外光线不会进入到光学探头，可保证电路8输出光敏检测入水开关信号，而电路9因正电极6和负电极7浸入导电率较高的水中而输出电极导通检测入水开关信号，最后电路10经逻辑“与”判断后，输出开关量入水指令，保证了直升机漂浮系统气囊在外界自然强光环境中的触犯及充气展开。

技术效果

本实用新型所提出的光敏复合式入水检测装置，检测反应迅速、电路原理简单、功能可靠，解决了目前直升机漂浮系统在实际应用中，在结冰等自然环境或人为误操作条件下所产生的入水检测误触发现象，以及在自然强光环境中入水所产生的不触发现象，因此可靠性较好，针对性较强，可以在多型直升机以及海上救生漂浮平台多个领域广泛推广运用，具有较大实用价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理示意图；

其中：1-红外发射二极管、2-光敏三极管、3-基座、4-光学探头、5-红外单向透光膜、6- 正电极、7-负电极、8-PCB1电路板、9-PCB2电路板、10-PCB3电路板。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述。

实施例1，参见图1，提供了一种光敏复合式入水检测装置，包括红外发射二极管1、光敏三极管2、基座3、光学探头4、红外单向透光膜5、正电极6、负电极7、光敏检测电路8、导通检测电路9和逻辑与电路10；

基座上设置有发光孔和接收孔，红外发射二极管固定在发光孔内，光敏三极管2固定在接收孔内；且在发光孔和接收孔的孔口包覆有聚砜材料，聚砜材料形成具有光学介面的光学探头，在聚砜材料的光学介面覆盖有红外单向透光膜；

红外发射二极管作为发射光源，采用非可见光波段的红外光源，光敏三极管用于接收红外光源；

在光学探头空气中时，从发光孔中发出的红外光通过光学介面全反射到接收孔中，当光学探头置于水中时，从发光孔中发出的红外光通过光学介面部分反射到接收孔中，部分折射穿过红外单向透光膜；

光敏检测电路8与红外发射二极管1和光敏三极管2点连接，用于提供滤波电源、发射光源驱动以及接收光信号采集，当红外光全反射到接收孔的光敏三极管时，所述光敏检测电路不会向逻辑与电路10发送水检测信号，当红外光部分反射到接收孔的光敏三极管时，所述光敏检测电路会向逻辑与电路10发送水检测信号；

导通检测电路9为电极入水导通检测电路，正、负电极分别作为导通检测电路9的检测电极，当正、负电极处于空气中时，由于空气导电率极小，导通检测电路9不会接通，而当电极浸入水中后，由于水具有一定的导电率，导通检测电路会被接通，接通后会向逻辑与电路10发送水检测信号；

逻辑与电路10为逻辑“与”判断输出电路，当光敏检测电路和导通检测电路均发送水检测信号到逻辑与电路后，逻辑与电路会向飞机漂浮系统发出入水指令。

实施例2，提供了一种光敏复合式入水检测装置，包括红外发射二极管1、光敏三极管2、基座3、光学探头4、红外单向透光膜5、正电极6、负电极7、光敏检测电路8、导通检测电路9和逻辑与电路10；

基座上设置有发光孔和接收孔，红外发射二极管固定在发光孔内，光敏三极管2固定在接收孔内；且在发光孔和接收孔的孔口包覆有聚砜材料，聚砜材料形成具有光学介面的光学探头，在聚砜材料的光学介面覆盖有红外单向透光膜；

红外发射二极管作为发射光源，采用非可见光波段的红外光源，光敏三极管用于接收红外光源；

在光学探头空气中时，从发光孔中发出的红外光通过光学介面全反射到接收孔中，当光学探头置于水中时，从发光孔中发出的红外光通过光学介面部分反射到接收孔中，部分折射穿过红外单向透光膜；

光敏检测电路8与红外发射二极管1和光敏三极管2点连接，用于提供滤波电源、发射光源驱动以及接收光信号采集，当红外光全反射到接收孔的光敏三极管时，所述光敏检测电路不会向逻辑与电路10发送水检测信号，当红外光部分反射到接收孔的光敏三极管时，所述光敏检测电路会向逻辑与电路10发送水检测信号；

导通检测电路9为电极入水导通检测电路，正、负电极分别作为导通检测电路9的检测电极，当正、负电极处于空气中时，由于空气导电率极小，导通检测电路9不会接通，而当电极浸入水中后，由于水具有一定的导电率，导通检测电路会被接通，接通后会向逻辑与电路10发送水检测信号；

逻辑与电路10为逻辑“与”判断输出电路，当光敏检测电路和导通检测电路均发送水检测信号到逻辑与电路后，逻辑与电路会向飞机漂浮系统发出入水指令；

所述逻辑与电路为周期电路，会周期的进行逻辑判断，并在连续得到光敏检测电路和导通检测电路均发送水检测信号的判断结构后，才会向飞机漂浮系统发出入水指令；

所述光学探头为锥形，锥角为90°；所述红外单向透光膜采用高透明PET复合材料，压贴于光学探头的锥面上，能保证外界90％的红外光线进入光学探头，避免在强光自然环境条件下，当光学探头浸入水后，外界强光中的红外光线折射进入光学探头，从而导致导致错误信号；基座为金属铝材料；正电极采用铂金属材料，负电极采用镍金属材料，其物理性能稳定，耐腐蚀能力强。