本发明提供一种水下压力记录器，包括密闭钢壳，其上密闭连接有钢壳盖，其特征在于：所述钢壳为环形圆柱体，钢壳内紧贴内层侧壁设置环形电路板，环形电路板上设有电池及内部电路，钢壳内的外层侧壁上设置有压力传感器；钢壳内部填充灌封材料进行强化灌封，内部各组件固定在环形腔内形成一个整体；钢壳的底部设有凸出的桩体，钢壳盖上设有记录器接口，电池、压力传感器和记录器接口通过环形电路板上的内部电路相连接，电池为整个装置供电。本发明将传感器与记录器在结构上结合起来，并且采用适合于柱状载体安装并用于测试其表面压力的环状结构，不仅在结构上具有防水功能，而且对内部电路也进行了水中适应性设计，更适合于在水中工作。
1.一种水下压力记录器，包括密闭钢壳，其上密闭连接有钢壳盖，其特征在于：所述钢壳为环形圆柱体，钢壳内紧贴内层侧壁设置环形电路板，环形电路板上设有电池及内部电路，钢壳内的外层侧壁上设置有压力传感器；钢壳内部填充灌封材料进行强化灌封，内部各组件固定在环形腔内形成一个整体；钢壳的底部设有凸出的桩体，钢壳盖上设有记录器接口，电池、压力传感器和记录器接口通过环形电路板上的内部电路相连接，电池为整个装置供电；所述内部电路包括启动接口电路，用于控制记录器是否自行启动；所述启动接口电路采用的电源芯片为TPS7A4901 芯片；电源芯片TPS7A4901 的使能阈值电压为2V；
记录器采用锂电池供电，锂电池正常工作电压在7~8.4V 之间，经过二极管D1 IN4007 后电压保持在6.3~7.7V 之间；根据6.3~7.7V的电压设计分压电阻R1和R2 的阻值分别为
4.4K 和 2.2K；由欧姆定律计算可知，当锂电池组电压为最高电压7.7V 时，启动节点QD+ 与QD- 浸入水中时，此时启动线不闭合，7.7V 经R1、R2 以及水的阻抗3K 分压后电源芯片TPS7A4901 的使能端得到的电压为1.76V，小于使能阈值电压为2V，记录器不发生自行启动；当锂电池组电压降到最低电压6.3V 时，启动节点QD+ 与QD- 闭合后，6.3V 经R1和R2 分压后电源芯片TPS7A4901 的使能端得到的电压为2.1V，电源芯片TPS7A4901 开始正常工作，此时测试电路模块B 会产生一个自保持电压经过一个二极管D2 送给电源芯片TPS7A4901。
2.根据权利要求1 所述的水下压力记录器，其特征在于：所述压力传感器共设置八个，沿外层侧壁的圆周方向均匀布置。
3.根据权利要求1 所述的水下压力记录器，其特征在于：所述电池为锂电池，共设置三块。
4.根据权利要求1 所述的水下压力记录器，其特征在于：所述记录器接口包括甩出线缆启动节点、外部电源输入节点、电池电量测试节点、电池充电节点和通信接口节点。
5.根据权利要求1 所述的水下压力记录器，其特征在于：所述桩体共设置四个，其上设有固定用螺纹孔。
水下压力记录器
技术领域
[0001] 本发明涉及测试技术领域的一种水下压力测试电子记录器，具体为一种将传感器部分与采集存储电路部分结合起来的环形水下压力记录器。
背景技术
[0002] 压力测试电子记录器技术广泛适用于水中柱状载体表面压力数据的采集存储等。传统的记录器与传感器在结构上分为两部分，这种设计增加了安装的难度和复杂性，而且不适合安装于柱状载体之上；其次，由于受安装空间、位置等的限制，仅从结构上做到防水并不可取；再次，传统的记录器对外接口较为复杂而难以达到结构上的防水目的，并且接口的内部电路没有考虑由于水而引起的短路问题。
[0003] 综上所述，一种应用于水下的、对外接口简单而且结构上易达到防水目的以及对内部电路进行水中适应性设计的水下压力记录器是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种水下压力记录器，将传感器与记录器在结构上结合起来，并且采用适合于柱状载体安装并用于测试其表面压力的环状结构，不仅在结构上具有防水功能，而且对内部电路也进行了水中适应性设计。
[0005] 本发明提供的技术方案是：一种水下压力记录器，包括密闭钢壳，其上密闭连接有钢壳盖，其特征在于：所述钢壳为环形圆柱体，钢壳内紧贴内层侧壁设置环形电路板，环形电路板上设有电池及内部电路，钢壳内的外层侧壁上设置有压力传感器；钢壳内部填充灌封材料进行强化灌封，内部各组件固定在环形腔内形成一个整体；钢壳的底部设有凸出的桩体，钢壳盖上设有记录器接口，电池、压力传感器和记录器接口通过环形电路板上的内部电路相连接，电池为整个装置供电。
[0006] 所述压力传感器共设置八个，沿外层侧壁的圆周方向均匀布置。
[0007] 所述电池为锂电池，共设置三块。
[0008] 所述记录器接口包括甩出线缆启动节点、外部电源输入节点、电池电量测试节点、电池充电节点和通信接口节点。
[0009] 所述桩体共设置四个，其上设有固定用螺纹孔。
[0010] 所述内部电路包括启动接口电路，用于控制记录器是否自行启动。
[0011] 所述启动接口电路采用的电源芯片为TPS7A4901芯片。
[0012] 本发明与现有技术相比，有益效果如下：
[0013] （1）本发明的结构设计为环形圆柱体，更适用于柱状载体，同时压力传感器均匀放置在环形结构内的侧壁上，从而使得记录器得到压力参数更为准确的采集记录；
[0014] （2）本发明不仅在结构上具有防水功能，而且对内部电路也进行了水中适应性设计，更适合于在水中进行采集测量工作；
[0015] （3）本发明结构紧凑，体积小巧，能够成功应用在受测试空间安装限制的场合，将压力传感器与记录器结合起来，极大地节省了安装空间并且使安装变得简单易操作。
附图说明
[0016] 图1为本发明的基本结构示意图。
[0017] 图2为本发明的内部结构布置图。
[0018] 图3为本发明的整体外观图。
[0019] 图4为本发明的又一整体外观图。
[0020] 图5为本发明记录器接口节点定义示意图。
[0021] 图6为本发明中启动接口电路原理图。
[0022] 图中：1、钢壳，2、钢壳盖，3、环形电路板，4、电池，5、压力传感器，6、灌封材料，7、桩体，8、记录器接口，9、固定用螺纹孔。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图对本发明作进一步说明，本发明不仅局限于此。
[0024] 如图1、图2、图3及图4所示，本发明包括密闭钢壳，其上密闭连接有钢壳盖，其中钢壳设计为环形圆柱体，钢壳内紧贴内层侧壁设置环形电路板，环形电路板上设有三块电池及内部电路，钢壳内的外层侧壁上沿其圆周方向均匀布置有八个压力传感器；钢壳内部填充灌封材料进行强化灌封，内部各组件固定在环形腔内形成一个整体；钢壳的底部设有四个凸出的桩体，其上设有固定用螺纹孔，钢壳盖上设有记录器接口；电池、压力传感器和记录器接口通过环形电路板上的内部电路相连接，电池为整个装置供电。
[0025] 如图5所示，为本发明记录器接口节点定义示意图，图中各字符的含义如下：QD+与QD-代表记录器甩出线缆启动节点，实现启动采集功能；USBVCC与 GND为外部电源输入节点，如进行读数擦除操作时由外部设备为记录器供电从而不会消耗记录器内部锂电池的电；TEST为锂电池电量测试节点；CHARGE为锂电池充电节点；TX与RX为记录器的通信接口节点。这些节点组成了记录器的对外接口，由于内部电路的适应性设计，此接口置于水中时不影响记录器正常工作。
[0026] 如图6所示，为内部电路中的启动接口电路原理图，用于控制记录器是否自行启动。其中A为电压调整芯片，B为测试电路模块。当启动正触点与启动负触点闭合时，电容开始充电，一段时间后电容充电完毕。电压调整芯片的使能管脚达到的电压就是电阻分压后的电压，这个电压如果达到电源芯片的使能电压阈值，则电源芯片输出工作电源，系统上电，同时内部控制系统产生有效使能信号完成供电自保持。经测试水环境阻抗为8K，按冗余设计考虑，设定水环境阻抗为3K，即只要水的阻抗大于3K，则启动线置于水中时就不会启动。
[0027] 本发明选用的电源芯片TPS7A4901的使能阈值电压为2V。记录器采用两节锂电池供电，两节锂电池正常工作电压（电池供电输入）在7~8.4V之间，经过二极管D1 IN4007后电压保持在6.3~7.7V之间。根据此电压范围，设计R1、R2的阻值分别为4.4K和 2.2K。由欧姆定律计算可知，当锂电池组电压为最高电压7.7V时，启动节点QD+与QD-浸入水中时（启动线不闭合），7.7V 经R1、R2以及水的阻抗3K分压后电源芯片TPS7A4901的使能端得到的电压为1.76V（小于使能阈值电压为2V），记录器不发生自行启动。当锂电池组电压降到最低电压6.3V时，启动节点QD+与QD-闭合后，6.3V经R1、R2分压后电源芯片TPS7A4901的使能端得到的电压为2.1V（大于使能阈值电压为2V），电源芯片TPS7A4901开始正常工作，此时测试电路模块B会产生一个自保持电压经过一个二极管D2送给电源芯片TPS7A4901，这样就形成了一个闭环。
[0028] 因此，本发明保证了以下两条：（1）在最低的电池电压6.3V时，启动节点闭合后，仍可以正常使能启动；（2）在最高的电池电压7.7V时，两根启动信号线浸入水中时（启动节点不闭合），仍不发生自行启动。此设计经过实验实际测试验证，当水的阻抗大于3K时，系统启动线浸入水中后，不会自行启动上电。
[0029] 锂电池电量测试点TEST接1M电阻R3，当记录器浸入水中时由此处产生的电流几乎等于0，从而不会引起电池电量的浪费。
[0030] 锂电池充电节点CHARGE经过二极管D3后接到锂电池正端，这样保证了充电时不会出现电流倒流问题。当记录器浸入水中时此节点也不会放电。
