载人潜水器的绝缘检测装置及载人潜水器的制作方法

本实用新型涉及水下运载装备领域，尤其是涉及一种载人潜水器的绝缘检测装置及载人潜水器。

背景技术：

类如蛟龙号载人潜水器的大型水下装备是由各种耐压或做补偿处理的仪器设备组成，其通过诸多的水密电缆及接插件来实现电力的供给和信号的传递。对暴露在高导电率海水中的这些设备的绝缘状况检测至关重要，因为接地故障会导致设备电路损坏以及金属腔体的加速腐蚀，严重的接地故障会直接导致能源供给及信号传递中断，进而增加水下作业风险乃至危机人员生命安全。

蛟龙号载人潜水器自2013年进入试验性应用阶段至今，已累计下潜了148次，根据统计数据显示，潜水器出现的多数故障和水下设备的绝缘情况有关。而蛟龙号载人潜水器目前所使用的绝缘检测设备只能通过手动切换来逐个检测11路绝缘检测数值，且不具备数据处理能力，潜航员无法及时获知设备绝缘状况，所以，也无法及时采取应对措施，增加了水下作业风险。

综上，现有的绝缘检测设备智能性差，功能单一，潜航员无法及时获知设备绝缘状态，实用性差。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种载人潜水器的绝缘检测装置及载人潜水器，以缓解现有的绝缘检测设备智能性差，功能单一，且实用性差的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种载人潜水器的绝缘检测装置，所述装置包括：操作面板，设置在操作面板上的工控机和操作按钮，与所述工控机连接的数据采集器；

所述数据采集器与待检目标连接，用于按照目标采集方式采集所述待检目标的电流信号，并将采集得到的所述电流信号发送至所述工控机，其中，所述待检目标的数量为多个，所述目标采集方式包括以下任一种：手动切换采集方式，自动切换采集方式；

所述工控机设置于所述载人潜水器的机舱内，且与所述数据采集器通信连接，用于接收所述数据采集器发送的所述电流信号，并对所述电流信号进行处理，得到处理结果，其中，所述处理至少包括：匹配处理，统计处理，所述匹配处理为将所述电流信号与标准电流表进行匹配，得到匹配结果，以根据所述匹配结果提示操作人员，所述标准电流表中包括电流范围与目标措施之间的对应关系，所述电流范围为所述电流信号的范围。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述工控机包括：用于对所述待检目标的电流信号进行处理的处理器和用于安装所述处理器的工控机本体。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述处理器包括：第一处理部件和数据匹配部件；

所述第一处理部件，用于接收所述数据采集器发送的所述电流信号，并对所述电流信号进行信号转换处理，得到串口通讯模式的电流信号，其中，所述信号转换处理为将模拟电流信号转换为所述串口通讯模式的电流信号；

所述数据匹配部件与所述第一处理部件连接，用于接收所述第一处理部件发送的所述串口通讯模式的电流信号，将所述串口通讯模式的电流信号的值与所述标准电流表进行匹配，得到所述匹配结果，以根据所述匹配结果提示所述操作人员。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述工控机本体上设置有：显示屏幕和蜂鸣器；

所述第一处理部件，还用于将所述串口通讯模式的电流信号的值分别与第一预设阈值和第二预设阈值进行对比；

其中，当所述串口通讯模式的电流信号的值大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值时，通过文字警示条提示所述操作人员采取对应的目标措施；

当所述串口通讯模式的电流信号的值大于所述第二预设阈值时，通过所述显示屏幕的屏幕报警灯，所述蜂鸣器进行报警，并通过所述文字警示条提示所述操作人员采取对应的目标措施。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述处理器还包括：第二处理部件，第三处理部件，第一显示模块，第二显示模块，历史数据存储部件，报警事件统计部件；

所述第二处理部件与所述第一处理部件连接，用于实时接收所述第一处理部件发送的所述串口通讯模式的电流信号，建立所述串口通讯模式的电流信号与时间的对应关系，得到实时电流曲线图，以使所述第一显示模块显示所述实时电流曲线图；

所述第三处理部件，用于根据所述操作人员手动调整的时间坐标，建立目标时间段内的所述串口通讯模式的电流信号的变化曲线图，以使所述第二显示模块显示所述变化曲线图，其中，所述目标时间段根据所述操作人员手动调整的时间坐标确定；

所述历史数据存储部件，用于存储预设时间段内的所述串口通讯模式的电流信号，并根据所述操作人员发送的导出数据指令导出所述预设时间段内的所述串口通讯模式的电流信号；

所述报警事件统计部件，用于记录报警事件，其中，所述报警事件中的内容至少包括：所述报警事件名称，所述报警事件发生时间，所述报警事件结束时间。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述数据采集器为EDA9015模拟数据采集器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述工控机为MCGS-TPC1262UI型工控机。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述装置还包括电源模块；

所述电源模块与所述数据采集器连接，用于为所述数据采集器进行供电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述待检目标为潜水器分系统供电线路的电源接地线，通过所述载人潜水器的各路水密电缆采集所述电流信号，并传输至所述数据采集器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种载人潜水器，所述载人潜水器包括：上述第一方面中所述的载人潜水器的绝缘检测装置，还包括载人潜水器本体；

所述载人潜水器的绝缘检测装置设置于所述载人潜水器本体中。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例还提供了一种载人潜水器的绝缘检测装置及载人潜水器，该载人潜水器的绝缘检测装置包括：操作面板，设置在操作面板上的工控机和操作按钮，与工控机连接的数据采集器；数据采集器与待检目标连接，用于按照目标采集方式采集待检目标的电流信号，并将采集得到的电流信号发送至工控机，其中，待检目标的数量为多个，目标采集方式包括以下任一种：手动切换采集方式，自动切换采集方式；工控机设置于载人潜水器的机舱内，且与数据采集器通信连接，用于接收数据采集器发送的电流信号，并对电流信号进行处理，得到处理结果，其中，处理至少包括：匹配处理，统计处理，匹配处理为将电流信号与标准电流表进行匹配，得到匹配结果，以根据匹配结果提示操作人员，标准电流表中包括电流范围与目标措施之间的对应关系，电流范围为电流信号的范围。

传统的绝缘检测设备只能通过手动切换来实现对多个待检目标的检测，并且不具备数据的处理能力，操作人员无法及时获知设备的绝缘状况。与传统的绝缘检测设备相比，在本实用新型中的载人潜水器的绝缘检测装置中，数据采集器既可以通过人为手动切换采集的方式采集多个待检目标的电流信号，也可以通过自动切换采集的方式采集多个待检目标的电流信号，更加智能，同时，数据采集器将采集得到的电流信号发送至工控机，工控机能够对电流信号进行处理，将电流信号和标准电流表进行匹配，根据匹配结果提示操作人员在该电流信号下应该采取的目标措施。本实用新型提供的载人潜水器的绝缘检测装置中，数据采集器能够在多个待检目标间自动切换采集电流信号，更加智能，并且工控机能够对电流信号进行处理，使得操作人员能够及时获知载人潜水器的绝缘状况，同时能够根据处理结果告知操作人员应该采取的目标措施，进而减少水下作业的风险，实用性好，缓解了现有的绝缘检测设备智能性差，功能单一，且实用性差的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种载人潜水器的绝缘检测装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种载人潜水器的绝缘检测装置的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的处理器的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的数据采集器的功能框图；

图5为本实用新型实施例提供的载人潜水器的绝缘检测的结构安装图。

图标：

11-数据采集器；12-工控机；121-处理器；122-工控机本体；1211-第一处理部件；1212-数据匹配部件；1213-第二处理部件；1214-第三处理部件；1215-第一显示模块；1216-第二显示模块；1217-历史数据存储部件；1218-报警事件统计部件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种载人潜水器的绝缘检测装置进行详细介绍。

实施例一：

一种载人潜水器的绝缘检测装置，参考图1，该装置包括：操作面板，设置在操作面板上的工控机12和操作按钮，与工控机12连接的数据采集器11；

数据采集器11与待检目标连接，用于按照目标采集方式采集待检目标的电流信号，并将采集得到的电流信号发送至工控机12，其中，待检目标的数量为多个，目标采集方式包括以下任一种：手动切换采集方式，自动切换采集方式；

工控机12设置于载人潜水器的机舱内，且与数据采集器11通信连接，用于接收数据采集器11发送的电流信号，并对电流信号进行处理，得到处理结果，其中，处理至少包括：匹配处理，统计处理，匹配处理为将电流信号与标准电流表进行匹配，得到匹配结果，以根据匹配结果提示操作人员，标准电流表中包括电流范围与目标措施之间的对应关系，电流范围为电流信号的范围。

在本实用新型实施例中，数据采集器11能够自动切换采集多个待检目标的电流信号，也能够手动切换采集多个待检目标的电流信号，将采集得到的电流信号发送至工控机12。

工控机12在接收到数据采集器11发送的电流信号后，对电流信号进行处理。例如，将电流信号与标准电流表进行匹配，标准电流表中包括电流范围与目标措施之间的对应关系，也就是将电流信号与标准电流表中的电流范围进行匹配，得到电流信号所属的目标电流范围，在得到目标电流范围后，便能够确定与目标电流范围对应的目标措施。

另外，操作按钮能够根据操作人员的控制对某一个待检目标进行检测，操作按钮为旋转钮，旋转钮上方有待检目标的名称，当旋转钮的指示线对准某一个待检目标时，表示对该待检目标进行检测。

需要说明的是，使用时，默认的目标采集方式为自动切换采集的方式，也就是自动在多个待检目标之间进行切换，从而采集各个待检目标的电流信号，对所有待检目标进行自动切换采集的过程大约需要0.2秒。

当自动切换采集的方式出问题后，再使用时手动切换采集的方式，这样能够确保装置更加可靠。

传统的绝缘检测设备只能通过手动切换来实现对多个待检目标的检测，并且不具备数据的处理能力，操作人员无法及时获知设备的绝缘状况。与传统的绝缘检测设备相比，在本实用新型中的载人潜水器的绝缘检测装置中，数据采集器11既可以通过人为手动切换采集的方式采集多个待检目标的电流信号，也可以通过自动切换采集的方式采集多个待检目标的电流信号，更加智能，同时，数据采集器11将采集得到的电流信号发送至工控机12，工控机12能够对电流信号进行处理，将电流信号和标准电流表进行匹配，根据匹配结果提示操作人员在该电流信号下应该采取的目标措施。本实用新型提供的载人潜水器的绝缘检测装置中，数据采集器11能够在多个待检目标间自动切换采集电流信号，更加智能，并且工控机12能够对电流信号进行处理，使得操作人员能够及时获知载人潜水器的绝缘状况，同时能够根据处理结果告知操作人员应该采取的目标措施，进而减少水下作业的风险，实用性好，缓解了现有的绝缘检测设备智能性差，功能单一，且实用性差的技术问题。

可选地，参考图2，工控机12包括：用于对待检目标的电流信号进行处理的处理器121和用于安装处理器121的工控机本体122。

具体的，在本实用新型实施例中处理器121为具有处理程序的芯片，该芯片安装在工控机本体122上。

可选地，参考图3，处理器121包括：第一处理部件1211和数据匹配部件1212；

第一处理部件1211，用于接收数据采集器11发送的电流信号，并对电流信号进行信号转换处理，得到串口通讯模式的电流信号，其中，信号转换处理为将模拟电流信号转换为串口通讯模式的电流信号；

数据匹配部件1212与第一处理部件1211连接，用于接收第一处理部件1211发送的串口通讯模式的电流信号，将串口通讯模式的电流信号的值与标准电流表进行匹配，得到匹配结果，以根据匹配结果提示操作人员。

具体的，数据采集器11采集的电流信号为模拟电流信号，为了能够对电流信号进行处理，第一处理部件1211会对模拟电流信号进行信号转换处理，将模拟电流信号转换为串口通讯模式的电流信号，并将串口通讯模式的电流信号发送至数据匹配部件1212。

然后，数据匹配部件1212接收第一处理部件1211发送的串口通讯模式的电流信号，将串口通讯模式的电流信号的值与标准电流表进行匹配，得到匹配结果，以根据匹配结果提示操作人员。

下面以一个标准电流表为例进行说明：

当采集得到的串口通讯模式的电流信号的值为1.0mA时，该1.0mA属于0.5mA～1.05mA，对应的目标措施为采取措施进行故障定位和隔离。

本实用新型实施例对上述标准电流表不进行具体限制。

可选地，工控机本体122上设置有：显示屏幕和蜂鸣器；

第一处理部件1211，还用于将串口通讯模式的电流信号的值分别与第一预设阈值和第二预设阈值进行对比；

其中，当串口通讯模式的电流信号的值大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值时，通过文字警示条提示操作人员采取对应的目标措施；

当串口通讯模式的电流信号的值大于第二预设阈值时，通过显示屏幕的屏幕报警灯，蜂鸣器进行报警，并通过文字警示条提示操作人员采取对应的目标措施。

具体的，第一处理部件1211还用于将串口通讯模式的电流信号的值分别与第一预设阈值和第二预设阈值继续对比。其中，第一预设阈值可以为1.1mA，第二预设阈值可以为1.7mA，本实用新型实施例对第一预设阈值和第二预设阈值的大小不做具体限制。

当串口通讯模式的电流信号的值大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值时，通过文字警示条提示操作人员所应该采取的目标措施；

而当串口通讯模式的电流信号的值大于第二预设阈值时，通过屏幕报警灯和蜂鸣器进行报警，同时通过文字警示条提示操作人员所应采取的目标措施。

本实用新型中的这种设计方式能够及时的提醒操作人员进行相应的操作，减少了水下作业的风险。

可选地，参考图3，处理器121还包括：第二处理部件1213，第三处理部件1214，第一显示模块1215，第二显示模块1216，历史数据存储部件1217，报警事件统计部件1218；

第二处理部件1213与第一处理部件1211连接，用于实时接收第一处理部件1211发送的串口通讯模式的电流信号，建立串口通讯模式的电流信号与时间的对应关系，得到实时电流曲线图，以使第一显示模块1215显示实时电流曲线图；

第三处理部件1214，用于根据操作人员手动调整的时间坐标，建立目标时间段内的串口通讯模式的电流信号的变化曲线图，以使第二显示模块1216显示变化曲线图，其中，目标时间段根据操作人员手动调整的时间坐标确定；

历史数据存储部件1217，用于存储预设时间段内的串口通讯模式的电流信号，并根据操作人员发送的导出数据指令导出预设时间段内的串口通讯模式的电流信号；

报警事件统计部件1218，用于记录报警事件，其中，报警事件中的内容至少包括：报警事件名称，报警事件发生时间，报警事件结束时间。

具体的，为了便于操作人员对电流信号的变化趋势进行观察，发明人在装置中还设置了第二处理部件1213，第三处理部件1214，第一显示模块1215，第二显示模块1216，历史数据存储部件1217，报警事件统计部件1218。

第二处理部件1213实时接收第一处理部件1211发送的串口通讯模式的电流信号，建立串口通讯模式的电流信号与时间的对应关系，得到实时电流曲线图，并通过第一显示模块1215显示该实时电流曲线图。通过对该实时电流曲线图的分析，可以及时确定绝缘接地故障发生的时间及变化趋势，为载人潜水器的操作人员采取相应措施提供了参考依据。

另外，第三处理部件1214根据操作人员手动调整的时间坐标，建立目标时间段内的串口通讯模式的电流信号的变化曲线图，该变化曲线图实际为历史电流变化曲线图，以供第二显示模块1216显示。具体的，操作人员可以手动调整变化曲线图的时间坐标轴，来回放历史绝缘检测数值(即，串口通讯模式的电流信号)的变化趋势。这样，操作人员能够及时察觉并预判因海水、线路老化等诱因引起的缓慢绝缘性能的下降，从而，及时采取措施，预防可能发生的绝缘接地故障。

为了准确定位复杂和并发的绝缘接地故障，就需要综合潜水器下潜数据及绝缘接地检测历史数值进行比对分析，因此，发明人设计了历史数据存储部件1217，存储间隔时间可以根据使用要求调整。同时历史数据(即，历史串口通讯的电流信号)可以以EXCEL表格的形式导出到U盘中，便于进行后期的数据分析。

该绝缘检测装置上还设置了报警事件统计部件1218，可以记录所有设备运行期间发生的接地故障报警事件，包括了报警事件名称，报警事件发生时间，报警事件结束时间，还对每个报警事件进行了详细描述，可以通过此功能快速定位故障发生点及事件。

可选地，数据采集器11为EDA9015模拟数据采集器11。

具体的，本实用新型实施例中使用的数据采集器11为力创EDA9015模拟数据采集器11，其能够测量12路直流0～200mA电流信号的真实有效值，通讯接口为RS-485接口，电源为DC8～30V，通讯协议为MOSBUS-RTU、ASCII码、十六进制LC-02协议3种可配置选择，采样速率为3000次/秒，信号输入与通讯接口输出之间隔离，参考图4，隔离电压为1000VDC，从而实现接地检测与数据处理之间的良好隔离。

可选地，参考图5，工控机12为MCGS-TPC1262UI型工控机12。

MCGS-TPC1262UI型工控机12支持RS485/232及网口通信，支持MCGS嵌入式组态软件。

可选地，装置还包括电源模块；

电源模块与数据采集器11连接，用于为数据采集器11进行供电。

具体的，载人潜水器的绝缘检测装置中的其它部件工作时所需的电能是通过直接或者间接与电源模块连接实现的。

可选地，待检目标为潜水器分系统供电线路的电源接地线，通过载人潜水器的各路水密电缆采集电流信号，并传输至数据采集器11。

具体的，待检目标为12路待检接地线，包括：110v地、副蓄电池24V地、备用蓄电池组24V、GPS5V地、计算机罐24V地、应急液压源地24V地、舱内控制系统24V地、舱内声学系统24V地、舱内观通/作业工具24V地、舱外观通24V地、爆炸螺栓24V地、多普勒测速仪备用芯线。

本实用新型提供的载人潜水器的绝缘检测装置，具有检测精度高、数据采集准确、实时性好、检测系统简洁、稳定、便于操作及可快速定位绝缘接地故障的优点，可以对大型水下运载装备水下绝缘状况进行长期检测，并结合检测数据进行分析成图，为分析设备运行状况及预判水下接地故障提供有效的参考数据。在大型水下装备应用领域，具有非常广泛的应用前景和发展潜力。

实施例二：

本实用新型实施例还提供了一种载人潜水器，载人潜水器包括：上述实施例一中的载人潜水器的绝缘检测装置，还包括载人潜水器本体；

载人潜水器的绝缘检测装置设置于载人潜水器本体中。

本实用新型实施例所提供的载人潜水器的绝缘检测装置及载人潜水器的计算机器产品，包括存储了器代码的计算机可读存储介质，器代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储器代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。