一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法及装置

技术领域

本申请涉及船舶导航系统技术领域，具体而言，涉及一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法及装置。

背景技术

船舶导航系统中使用声学计程仪进行测速，使用声学计程仪的换能器基阵向海底发射声脉冲信号，通过检测回波信号和发射信号之间的时间延时和频率差异(即多普勒频移现象)计量船舶运动参数信息。

在声学计程仪发生漏气时，会影响到声学计程仪的正常使用，因此需要对声学计程仪进行气密性检查。

声学计程仪包括水门阀及设于水门阀内的换能器基阵。现有技术中，对声学计程仪进行气密性检查时，通过对水门阀进行充气，并在水门阀的外部涂抹肥皂水，通过观察水门阀的外部无气泡产生时，确定声学计程仪满足气密性要求。

因此，现有技术中仅对声学计程仪的水门阀进行气密性检测，不能对换能器基阵的气密性及换能器基阵与水门阀的连接处的气密性进行检测。则声学计程仪中仍存在气密性问题，从而影响声学计程仪及船舶导航系统的正常使用。

综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法，能够对水门阀阀体的气密性进行检测，也能对换能器基阵本体的气密性进行检测。

本申请实施例的第二目的还在于提供一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测装置。

第一方面，提供了一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法，包括以下步骤：

S1、选取声学计程仪中换能器基阵与水门阀的连接处为第一检测部分，选取换能器基阵的本体为第二检测部分。

S2、将第一检测部分抽真空后获取预设时间段内的压力损失。并判断压力损失是否在阈值范围内。

S3、获取第二检测部分的阻抗曲线，根据阻抗曲线判断第二检测部分是否满足气密性要求。

S4、在压力损失在阈值范围内，以及阻抗曲线满足预定要求时，确认声学计程仪中的换能器基阵满足气密性要求。

在一种实施方式中，在步骤S1中，将换能器基阵的底部与水门阀进行连接。

在一种实施方式中，在步骤S2中包括：

S21、将第一检测部分设于负压环境内，在预设时间段内选取多个时间点，测量在每个时间点的负压环境内的压力值。

S22、分别计算相邻两个时间点的压力差值。

S23、选取多个压力差值中的最大值作为压力损失，判断压力损失是否在阈值范围内。

在一种实施方式中，在步骤S21中，选取多个时间点包括：

在第一检测部分设于负压环境的时间内，在记下第一个时间点后，每隔20-40分钟选取下一个时间点。

在一种实施方式中，在步骤S2中，当压力损失在阈值范围之外时，还包括：

修复第一检测部分。在修复完毕后，重复步骤S2对第一检测部分的气密性进行复检，直至压力损失在阈值范围内为止。

在一种实施方式中，在步骤S2中，压力损失在阈值范围内包括：

压力损失小于或者等于规定压力的3％。规定压力为-0.05MPa至-0.03MPa。

在一种实施方式中，在步骤S3中包括：

S31、通过阻抗检测获取换能器基阵中的每个换能器的实时阻抗特性曲线。根据换能器基阵的型号获取换能器基阵的初始阻抗特性曲线。

S32、比对实时阻抗特性曲线与初始阻抗特性曲线。在实时阻抗特性曲线与初始阻抗特性曲线重合时判断换能器基阵上无漏气点，确定换能器基阵满足气密性要求。

在一种实施方式中，在步骤S32中，在实时阻抗特性曲线与初始阻抗特性曲线有差异时，确认第二检测部分不满足气密性要求，在换能器基阵的接插件灌封聚氨酯。

在一种实施方式中，在步骤S31中，获取换能器基阵中的每个换能器的实时阻抗特性曲线包括：

换能器基阵包括四个换能器，在换能器基阵的底部设置四个通道，每个换能器底部的正极芯和负极芯经通道伸出，将正极芯和电动负极分别与阻抗分析仪的两个检测夹连接，通过阻抗分析仪进行阻抗检测以获取每个换能器的阻抗特性曲线，在每个换能器的阻抗特性曲线均与初始阻抗特性曲线重合时，确定声学计程仪中的换能器基阵满足气密性要求。

根据本申请的第二方面，还提供了一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测装置，包括：

连接座，内部具有空腔，包括连接口，连接口与空腔连通，连接座用于罩设待检测部分并与声学计程仪固定连接。

抽真空机构，设于连接座上并与空腔连通，用于对空腔抽真空，包括连接管路和抽气泵，连接管路包括与空腔连通的连接端、及与抽气泵连接的抽气端。

压力表，设于连接管路上，用于检测并记录空腔内的压力值。

控制系统，与抽真空机构及压力表通信连接，用于控制抽真空机构的启闭以及根据压力值获取空腔内的压力损失，使用如第一方面所述的声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法对声学计程仪中换能器基阵气密性进行检测。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请的技术方案中，通过将换能器基阵与其他部件的连接处设于负压环境中，并获取负压环境中的压力损失，根据压力损失判断换能器基阵与其他部件的连接处是否发生漏气。通过检测换能器基阵本体的阻抗特性以确定换能器基阵本体无漏油点，判断换能器基阵本体不发生漏气。根据本方法对声学计程仪中的换能器基阵的气密性进行检测，能准确的确认声学计程仪的气密性的同时，还能避免对换能器基阵本体造成损坏，从而保证船舶导航系统的正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法的流程图；

图2为图1中根据本申请实施例示出的一种声学计程仪的结构示意图；

图3为图1中声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法的步骤S2的一种方法流程图；

图4为图1中声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法的步骤S3的一种方法流程图；

图5为根据本申请实施例示出的一种换能器基阵的仰视图；

图6为根据本申请实施例示出的一种换能器基阵的俯视图。

附图标记：

1、换能器基阵；11、接插件；12、通道；13、O型密封圈；2、水门阀；21、阀体；22、围井；3、第一检测部分；4、船底板；5、抽真空装置；51、压力表；52、抽气泵；53、连接管；54、连接座。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

根据本申请的第一方面，参见图1，首先提供一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法，包括以下步骤：

S1、选取声学计程仪中换能器基阵1与水门阀2的连接处为第一检测部分3，选取换能器基阵1的本体为第二检测部分。

S2、将第一检测部分3抽真空后获取预设时间段内的压力损失。判断压力损失是否在阈值范围内。

S3、获取第二检测部分的阻抗曲线，根据阻抗曲线判断第二检测部分是否满足气密性要求。

S4、在压力损失在阈值范围内，以及阻抗曲线满足预定要求时，确认声学计程仪中的换能器基阵满足气密性要求。

本申请通过将换能器基阵与其他部件的连接处设于负压环境中，并获取负压环境中的压力损失，根据压力损失判断换能器基阵与其他部件的连接处是否发生漏气。通过检测换能器基阵本体的阻抗特性以确定换能器基阵本体无漏油点，判断换能器基阵本体不发生漏气。根据本方法对声学计程仪中的换能器基阵的气密性进行检测，能准确的确认声学计程仪的气密性的同时，还能避免对换能器基阵本体造成损坏，从而保证船舶导航系统的正常使用。

在一种实施方式中，在步骤S1中，将换能器基阵1的底部与水门阀进行连接。如图2所示，换能器基阵1的上半部分罩设于水门阀2内，水门阀2包括设于上半部分的阀体21及设于下半部分的围井22。水门阀2的底部通过围井22与船底板4连接，围井22的底部与换能器基阵1的底部平齐。将第一检测部分3设在换能器基阵1的底部与围井22的连接处，考虑在不拆除声学计程仪的前提下进行气密性的检测。

在一种实施方式中，如图3所示，在步骤S2中，包括：

S21、通过在声学计程仪的底部设置检测装置5，将第一检测部分3设于负压环境内，在预设时间段内选取多个时间点，测量在每个时间点的负压环境内的压力值。

S22、分别计算相邻两个时间点的压力差值。

S23、选取多个压力差值中的最大值作为压力损失，判断压力损失是否在阈值范围内。

通过将待检测部分的一端设于负压环境中，若待检测部分存在漏气，则待检测部分的另一端的空气会沿漏气点进行流通，则负压环境内会发生压力损失，该检测方法避免对装置造成损坏。并且通过检测并获取多个压力损失，能够提高检测的准确性。

在一种实施方式中，在步骤S21中，选取多个时间点包括：在第一检测部分3设于负压环境的时间内，在记下第一个时间点后，每隔20-40分钟选取下一个时间点。本实施例中，如表1所示，选取30min、60min、90min、120min四个时间点对压力值进行记录。

表1气密压力记录表

在一种实施方式中，在步骤S2中，当压力损失在阈值范围之外时，还包括：在压力损失在阈值范围之外，确认第一检测部分3发生漏气。首先进行修复第一检测部分3。在修复完毕后，重复步骤S2对第一检测部分3的气密性进行复检，直至压力损失在阈值范围内为止。

此时排除换能器基阵1与水门阀2连接处发生漏气，确认第一检测部分3满足气密性要求。

需要说明的是，在安装检测装置5时，在检测装置5与声学计程仪的连接处通过橡胶密封，防止发生漏气影响气密性检测结果，通过添加发泡水进一步保证检测装置5与声学计程仪的连接处的密封性。

在一种实施方式中，在步骤S2中，压力损失在阈值范围内包括：压力损失小于或者等于规定压力的3％，规定压力为-0.05MPa至-0.03MPa。

具体的，如表1所示，本实施例中的四个压力值均为-0.04MPa，无压力损失，表面声学计程仪的第一检测部分满足气密性要求。

在一种实施方式中，如图4所示，步骤S3包括：

S31、通过阻抗检测获取换能器基阵1中的每个换能器的实时阻抗特性曲线。根据换能器基阵1的型号获取换能器基阵1的初始阻抗特性曲线。

具体的，获取换能器基阵1中的每个换能器的实时阻抗特性曲线包括：如图5所示，换能器基阵1包括四个换能器，在换能器基阵1的底部设置四个通道12，每个换能器底部的正极芯和负极芯从每个通道12向下伸出，将正极芯和电动负极分别与阻抗分析仪的两个检测夹连接，通过阻抗分析仪进行阻抗检测以获取每个换能器的阻抗特性曲线，在每个换能器的阻抗特性曲线均与初始阻抗特性曲线重合时，确定声学计程仪中的换能器基阵1满足气密性要求。

需要说明的是，如图5所示，在换能器基阵1的底部与围井22之间设置O型密封圈13，当换能器基阵1充油后，在O型密封圈13外沿会有机油淤存，长期存放后因外界环境改变换能器基阵本体有机油微量渗出，属于正常现象，不属于本实施例中所述的漏油。在检测前，对O型密封圈13进行检查，确保O型密封圈13安装于密封槽内。

S32、比对实时阻抗特性曲线与初始阻抗特性曲线。在实时阻抗特性曲线与初始阻抗特性曲线重合时判断换能器基阵1没有发生漏油，从而判定换能器基阵1上无漏气点，确定换能器基阵1满足气密性要求。考虑若换能器基阵发生漏油，则换能器的阻抗特性会发生改变，故通过测量获取换能器的实时阻抗特性来验证换能器基阵是否存在漏油现象。将换能器基阵出厂前的阻抗曲线作为初始阻抗特性曲线，并与实时阻抗特性曲线进行对比，两个曲线达到一致时，可以排除换能器基阵发生漏油现象。

在一种实施方式中，在步骤S32中，在实时阻抗特性曲线与初始阻抗特性曲线有差异时，确认第二检测部分不满足气密性要求，如图6所示，在换能器基阵1的接插件11处灌封聚氨酯。

根据本申请的第二方面，如图2所示，还提供了一种声学计程仪中换能器基阵气密性的检测装置，包括：

连接座54，内部具有空腔，包括连接口，连接口与空腔连通，连接座54用于罩设待检测部分并与声学计程仪固定连接。

抽真空机构，设于连接座54上并与空腔连通，用于对空腔抽真空，包括连接管路53和抽气泵52，连接管路53包括与空腔连通的连接端、及与抽气泵52连接的抽气端。

压力表51，设于连接管路53上，用于检测并记录空腔内的压力值。

控制系统，与抽真空机构及压力表51通信连接，用于控制抽真空机构的启闭以及根据压力值获取空腔内的压力损失。使用如第一方面所述的声学计程仪中换能器基阵气密性的检测方法对声学计程仪中换能器基阵气密性进行检测。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。