专利名称：水下应答器节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及海上地球物理勘探技术领域，特别涉及一种用于确定海上石油勘探中沉放到海底地震信号接收器位置的设备，是一种应用于应答器上的节电装置。
背景技术：
海上地震勘探声学定位系统主要用于湖泊、浅海等区域勘探时，对地震信号接收器进行精确定位。应答器属于该系统中的一个重要组成部分。应答器附着在地震电缆每个海底地震信号接收器(检波器)上，海上声学定位系统通过测量海面收发机的位置以及到各个应答器的距离，从而得到精确的地震信号接收器的大地坐标。由于应答器在水下和装有检波器的海底电缆绑定，一方面需要长时间放置在海底连续工作，另一方面在海上收放电缆难度和工作量较大。显然，延长应答器电池的使用寿命能降低施工难度，减轻工作量。 所以提升应答器的节电性能非常重要。目前，常见的应答器一旦安装完毕后，其电路就一直处于通电状态。应答器在长期存放和长途运输过程中就要损耗很多电能。等真正投放到海底以后，由于电能不足，在很短的时间内就需要将铺设在海底的应答器收上来更换电池。收放电缆和应答器要耗费巨大的人力物力，同时应答器数量多，更换电池工作量大，而且频繁地更换电池会对设备和环境造成伤害。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种水下应答器节电装置，采用电子开关进行控制，实现应答器在水中开启电源，在空气放置期间关闭电源，以解决应答器中电池长期存放或长途运输中产生的待机功率损耗，延长电池使用时间。本实用新型采用的技术方案是水下应答器节电装置，主要由水位检测传感器5 和控制电路组成，其特征在于(1)水位检测传感器采用两只不锈钢螺钉，不锈钢螺钉由圆柱杆和螺杆组成，在圆柱杆的一端有螺杆，在圆柱杆的另一端有长方形凹槽，长方形凹槽是工具固定槽。在圆柱杆的壁上有两道环形槽，在环形槽内分别有一个0型密封圈。水位检测传感器固定在应答器端盖上，控制电路和电池固定在一起，水位检测传感器和控制电路之间由导线连接，两只不锈钢螺钉之间的距离在15 30mm之间。(2)控制电路的结构是4 13节串接电池组的正极连接相位识别电路�？榈氖淙胄藕耪�(Vin+)；电池组的负极连接相位识别电路�？榈氖淙胄藕鸥杭�(Vin-)，同时电池组的负极连接一个水位检测传感器的圆柱杆，并且电池组的负极连接负载电路电源的负极(OUT-)。相位识别电路�？榈牡缪故涑隹谟牍β士氐氖淙肟诹�。功率开关的输出正极与负载电路电源的正极(OUT+)连接；功率开关的输出负极与负载电路电源的负极 (OUT-)连接。相位识别电路�？榈南辔皇侗鸲擞胛⒋砥鞯囊桓鍪淙爰觳舛肆樱晃⒋砥鞯氖涑隹刂贫擞牍β士氐氖淙肟刂贫肆印Ｎ⒋砥鞯男藕偶觳馐淙攵送üＷ黄饔肓硪桓鏊患觳獯衅鞯脑仓肆�。连接电池组电压范围6 20V，AA缄性电池，输出电源正极、输出电源负极分别连接负载电源的正负极，负载应小于脉冲电流5A，工作电流3A的使用要求，S/D端悬空是为禁止输出状态，S/D与IN-连接或连接小于1000 Ω电阻时，开放输出。负载即应答器电路。所述的不锈钢螺钉的螺杆螺纹为Μ5，圆柱杆的直径为7mm，圆柱杆的长度为25mm。本实用新型的有益效果本实用新型水下应答器节电装置，通过在野外试验及生产试用表明，使用稳定可靠；节电效果明显，带来可观的经济效益和社会效益。(1)经济效益目前应答器静态电流300nA，假如用最常用的碱性电池进行供电， 容量为1.8Ah，应答器存放6000个小时电池电量耗尽。如果使用节电装置，静态电流6nA左右，应答器可以存放300000小时电池电量耗尽。海上勘探应答器的使用率一般为五个月/ 年，所以按该节电效率推算，使用该节电装置可以节省60%的电量。节电装置的使用，减少了收放电缆的次数。减少了大量的人力和物力成本。应答器数量多，更换电池工作量大。通过这种节电装置的使用，减少了拆卸应答器的次数，不但减少了工作量，还避免了由于频繁拆卸应答器对设备造成的损坏。(2)社会效益废旧电池直接破坏了人类的生存环境，间接的威胁到人类的健康。 每个应答器中有8节五号电池组成，每年有上万个应答器在使用，电池用量达到几十万节。 设备在放置期间及运输途中无谓的损耗达到上十万只电池。通过这种节电装置的使用，可以节省上十万只电池。提高了电池的利用率，降低了对环境的损害，经过改造也可用其他设备。
图1是本实用新型水下应答器节电装置的控制电路结构示意图。图2是水位检测传感器的结构剖面示意图。图中，1-相位识别电路�？椋�2-功率开关，3-微处理器，4-负载，5-水位检测传感
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具体实施方式
实施例1 以一个水下应答器节电装置为例，对本实用新型作进一步详细说明。参阅图1。本实用新型水下应答器节电装置，主要由水位检测传感器5和控制电路组成。(1)参阅图2。水位检测传感器5采用两只不锈钢螺钉，不锈钢螺钉由圆柱杆51 和螺杆53组成，在圆柱杆51的一端有螺杆53，在圆柱杆51的另一端有长方形凹槽，长方形凹槽是工具固定槽。在圆柱杆51的壁上有两道环形槽，在环形槽内分别有一个0型密封圈 52。水位检测传感器5固定在应答器端盖上，控制电路和电池固定在一起，水位检测传感器 5和控制电路之间由导线连接，两只不锈钢螺钉之间的距离为20mm。(2)参阅图1。控制电路的结构是8节五号串接电池组的正极连接相位识别电路�？�1的输入信号正极(Vin+)；电池组的负极连接相位识别�？�1的输入信号负极 (Vin-)，同时电池组的负极连接一个水位检测传感器5的圆柱杆51，并且电池组的负极连接负载4电路电源的负极(OUT-)。相位识别电路�？�1的电压输出口与功率开关2的输入口连接。功率开关2的输出正极与负载4电路电源的正极(OUT+)连接；功率开关2的输出负极与负载4电路电源的负极(OUT-)连接。相位识别电路�？�1的相位识别端与微处理器3的一个输入检测端连接；微处理器3的输出控制端与功率开关2的输入控制端连接。 微处理器3的信号检测输入端通过数模转换器与另一个水位检测传感器5的圆柱杆51连接。第一步设计水位检测传感器5 (参阅图2)采用两只不锈钢螺钉检测导通电阻的探测方式，按应答器在海水中使用环境设计，溶液参照两种导电介质，在由钠、镁、钙、钾、锶、硼酸分子等成分组成的海水中使用，或在清洁水中使用，检测螺柱之间距离设计在20mm左右，导通电阻按空气中含湿度80%时为 200ΜΩ以上，清洁水IOkQ以下，海水0 100M Ω。设计的水位探测螺钉采用0型密封圈， 因口径�。芊庋沽梢阅脱�4MPa。材料采用不锈钢材料M5，在工作过程中，两螺钉之间有电子运动，长期使用后会出现腐蚀斑点，设计建议连续10个月在海水中使用后进行更换。第二部控制电路设计控制电路主要包括相位识别电路、微处理器及MOS开关。输入端为高阻抗控制，抗干扰性能高，可适应8节串接电池组接入。具有相位识别功能，反向电压截止工作特性，并且无电压差损耗，因此可通过较大电流而无热损耗。开关采用FETMOS器件，导通电阻7ΜΩ， 最大脉冲电流12App，平均电流4A，微处理器设计检测传感器控制动作电阻为0 50k Ω，为防止水面飘浮时反复通断开关，影响仪器使用寿命，通-断保持时间(通-断延时)Is。待机时电路功耗5 8nA (按1年算消耗实际损耗容量0. 007008Ah)。第三步系统安装按照应答器的结构特点，对水位检测传感器5和控制电路进行工艺设计组装、测
试ο
权利要求1.一种水下应答器节电装置，主要由水位检测传感器(5)和控制电路组成，其特征在于水位检测传感器(5)采用两只不锈钢螺钉，不锈钢螺钉由圆柱杆(51)和螺杆(53)组成，在圆柱杆(51)的一端有螺杆(53)，在圆柱杆(51)的另一端有长方形凹槽，长方形凹槽是工具固定槽；在圆柱杆(51)的壁上有两道环形槽，在环形槽内分别有一个0型密封圈(52)；水位检测传感器(5)固定在应答器端盖上，控制电路和电池固定在一起，水位检测传感器(5)和控制电路之间由导线连接，两只不锈钢螺钉之间的距离在15 30mm之间；控制电路的结构是4 13节串接电池组的正极连接相位识别电路�？�(1)的输入信号正极；电池组的负极连接相位识别电路�？�(1)的输入信号负极，同时电池组的负极连接一个圆水位检测传感器(5)的柱杆(51)，并且电池组的负极连接负载(4)电路电源的负极；相位识别电路模块⑴的电压输出口与功率开关⑵的输入口连接；功率开关⑵的输出正极与负载(4)电路电源的正极连接；功率开关(2)的输出负极与负载(4)电路电源的负极连接；相位识别电路�？�(1)的相位识别端与微处理器(3)的一个输入检测端连接； 微处理器(3)的输出控制端与功率开关(2)的输入控制端连接；微处理器(3)的信号检测输入端通过数模转换器与另一个水位检测传感器(5)的圆柱杆(51)连接。
2.如权利要求1所述的水下应答器节电装置，其特征在于所述的不锈钢螺钉的螺杆(53)螺纹为M5，圆柱杆(51)的直径为7mm，圆柱杆(51)的长度为25mm。
专利摘要水下应答器节电装置，应用于海上地球物理勘探中沉放到海底地震信号接收器位置的应答。水位检测传感器采用两只不锈钢螺钉。控制电路的结构是4～13节串接电池组的正极连接相位识别电路模块的输入信号正极；电池组的负极连接相位识别电路�？榈氖淙胄藕鸥杭�、水位检测传感器和负载电路电源的负极。相位识别电路�？榈牡缪故涑隹谟牍β士氐氖淙肟诹�。功率开关的输出正极与负载电路电源的正极连接；功率开关的输出负极与负载电路电源的负极连接。相位识别电路�？榈南辔皇侗鸲擞胛⒋砥鞯囊桓鍪淙爰觳舛肆樱晃⒋砥鞯氖涑隹刂贫擞牍β士氐氖淙肟刂贫肆�。效果是使用稳定、可靠；节电效果明显。
文档编号G01V1/18GK202066974SQ20112003788
公开日2011年12月7日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者任之, 任文静, 伍运德, 何雪梅, 刘俊, 吴绍玉, 方守川, 易昌华, 樊俊明, 熊冀川, 王钗, 秦学彬 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司
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