一种水下定位信标检测仪及检测方法与流程

本发明属于航空电子技术领域，涉及到一种水下定位信标检测仪。

背景技术：

黑匣子记录的飞行数据在飞行事故调查、飞机状态监控、训练评估等方面具有重要作用。在飞机坠入水中时，作为黑匣子重要部件的水下定位信标开始发送37.5khz的超声波脉冲。为了保证水下定位信标的正常性能实现对黑匣子的搜索，需要定期对黑匣子上安装的水下定位信标进行维护检测。

国外现有检测仪技术难以获得，公开资料也无法查询到能很好解决问题的技术方案，本专利的水下定位信标检测仪可实现对国内外多个水下定位信标的检测，实现了水下定位信标检测仪的自主可控。本发明技术方案通过专用的水下定位信标检测仪对接收到超声波信号进行处理，当蜂鸣器作响和状态指示灯点亮时完成对水下定位信标发出的信号检测。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种具有可靠性、兼容性的综合水下定位信标检测仪。

技术方案：

一种水下定位信标检测仪，其特征在于，包括电池管理模块、信号检测模块、mcu模块、显示模块和外部接口，其中，所述外部接口对外可接收超声波信号和电压信号，对内分别与信号检测模块、电池管理模块和mcu模块相连，所述电池管理模块负责供电，所述信号检测模块能够将外部接口输入的超声波信号转换为电平信号并输入mcu模块，mcu模块分析后控制状态指示部件完成对水下定位信标的超声波信号检测，mcu模块可将外部接口输送的电压信号处理并通过显示模块显示电压。

所述信号检测模块包括信号接收子模块、信号处理子模块和信号采集子模块，其中，所述信号接收子模块将外部接口的超声波信号进行放大处理转换为模拟电信号，通过信号处理子模块调理以方波形式输出，再通过信号采集子模块ad转换、数字滤波后发送给mcu，信号处理子模块包括包括分压电路和运算放大器，信号采集子模块包括模数转换器adc。

所述状态指示部件包括蜂鸣器和状态指示灯，均由mcu模块控制，所谓显示模块为oled模块。

所述外部接口通过测试表笔检测接收水下定位信标的电压信号。

所述外部接口包括可向电池管理模块充电的充电接口、声呐接口和测试接口，还包括有测试表笔，测试接口通过测试表笔测量电压。

还包括有电源指示灯，指示设备电源的正常工作状态。

一种水下定位信标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将测试表笔的测试接口端插在测试接口上，测试表笔分别搭接在水下定位信标的圆柱金属外壳任意位置和水敏开关处，通过mcu模块处理后，在显示模块上显示水下定位信标电池电压，如果显示的电压值高于水下定位信标规定的正常工作电压，表明电池可以继续使用，否则更换新的电池；

第二步，将水下定位信标置于短路状态，模拟进水时的工作状态，然后将水下定位信标检测仪置于1米范围之内，通过外部接口和信号检测模块，对水下定位信标发出的37.5khz超声波信号进行采集；

第三步、通过mcu模块对采集信号进行分析，特征值为：脉冲宽度10ms+10％ms，脉冲重复率不小于0.9个/秒，如果信号符合规，则控制蜂鸣器发声10次，状态指示灯绿灯闪烁10次，表示正常工作，完成检测。

有益效果：本发明通过声纳接收口在距离下定位信标的圆柱外表1m内接收超声波信号，经过对声纳信号进行处理，在通过蜂鸣器作响以及绿色状态灯闪烁，完成了对超声波信号的检测。通过测试表笔分别搭接在水下定位信标的圆柱金属外壳任意位置和水敏开关处，mcu进行处理后在oled显示屏上提示水下定位信标电池电压。实现了水下定位信标检测仪自主设计。具体有益效果如下：

本发明可实现国内外多个水下定位信标的检测，降低了外部不确定因素带来的风险，实现的国产化目的。本发明生产成本以及维护成本有所下降，使用和培训更为便捷。企业和用户在采购时可节省资金以及人力资源。

附图说明

图1水下定位信标检测仪模块原理图

图2本发明电路原理图

图3信号采集子模块电路原理框图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细描述，请参阅附图1至图3。

实施例1：如图1所示，本发明一种实施例的水下定位信标检测仪，具体包括了电池管理模块1、信号检测模块2、mcu模块3、oled模块4、电源指示灯501、状态指示灯502、外部接口6、蜂鸣器7、电源开关、测试表笔和充电器，其中信号检测模块2包含信号接收子模块201、声纳接收电路子模块202、信号采集子模块203。外部接口6包括充电接口601、声纳接收口602、测试接口603。电池管理模块1提供产品工作电源。

信号接收子模块将外部接口的超声波信号进行放大处理转换为模拟电信号，通过信号处理子模块调理以方波形式输出，再通过信号采集子模块ad转换、数字滤波后发送给mcu模块。

本发明检测仪在工作时，电源指示灯501常亮，通过信号检测模块2将超声波信号转换为电平信号，控制蜂鸣器7作响、状态指示灯502闪烁完成对水下定位信标发出的超声波信号检测；通过测试接口603以及测试表笔分别搭接在水下定位信标的圆柱金属外壳任意位置和水敏开关处，mcu模块3进行处理后在oled模块4屏幕上显示水下定位信标电池电压。

在本发明的一个实施例中，信号检测模块2通过信号接收子模块201接收声纳，经信号处理子模块202调制后送入信号采集子模块203，进行数字滤波后控制蜂鸣器作响、状态灯闪烁。声纳接收口在距离水下定位信标的圆柱外表1m内接收超声波信号，进行数字滤波后控制蜂鸣器7作响10次，绿色led灯状态灯闪烁10次，提示使用者检测到水下定位信标发出的信号。

本发明一个实施例中，在测试时：

第一步，测试接口603处连接测试表笔，红表笔搭接在水下定位信标的圆柱金属外壳任意位置，黑色表笔搭接在水敏开关处，mcu进行处理后大约4秒在oled模块4显示屏上显示水下定位信标电池电压，精度为满量程的1％，显示位数3位小数点后保留2位。如果显示的电压值高于水下定位信标规定的正常工作电压，表明电池可以继续使用，否则更换新的电池；

第二步，将水下定位信标置于短路状态，模拟进水时的工作状态，然后将水下定位信标检测仪置于1米范围之内，通过外部接口和信号检测模块，对水下定位信标发出的37.5khz超声波信号进行采集；

第三步、通过mcu模块对采集信号进行分析，特征值为：脉冲宽度10ms+10％ms，脉冲重复率不小于0.9个/秒，如果信号符合规，则控制蜂鸣器发声10次，状态指示灯绿灯闪烁10次，表示正常工作，完成检测。

本发明处于信标信号探测模式时，超声波可实现11级增益，直接由mcu模块的i/o口控制，通过声纳接收调制器电路，超声波信号被转换为方波输出，调制信号通过12bitad1khz采样频率进行数字滤波，mcu控制状态指示灯闪烁以及蜂鸣器作响。

本发明处于信标检测仪电池测量模式下进行电压测量，电压测量范围1v～9v，超出adc采集范围。如图3所示，信号处理子模块包括分压电路，运算放大器,信号采集子模块包括模数转换器adc，其分压电路在进行adc采集之前先进行分压，达到adc采集要求。分压之后先采用运放跟随进行阻抗匹配后再进adc进行采集，mcu采集后做数字滤波处理显示在oled屏上。