具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

一方面，本发明提供了一种水下半封闭容腔倒灌水流动态液位测量装置，用于潜艇等水下发射平台发射筒内液位测量，该装置包括磁浮子1和磁感应传感器2，

所述磁浮子1置于发射筒3内侧，所述磁感应传感器2固定在发射筒3的外侧，如图1、图4所示。

根据本发明，所述磁浮子1能够悬浮于水面，其内具有磁体11，优选地，所述磁体11的材质为根据磁性耦合作用制成的钛合金。

钛合金具有强度高、耐蚀性好及耐热性高等优点，相比其它材料，更适用于监测发射筒内高温高压环境的液位变化，保证了装置的使用寿命和稳定性。

进一步地，所述磁感应传感器2为霍尔传感器，当发射筒内灌入水后，磁浮子1会上浮，磁浮子1经过磁感应传感器2时，磁感应传感器2被触发，输出信号，此时磁感应传感器2所在位置即为发射筒3内的液位，通过查看磁感应传感器2的安装位置，即可获得发射筒3内水的液位。

在一个优选的实施方式中，在发射筒3内壁上设置有浮子箱4，所述磁浮子1置于浮子箱4中，通过浮子箱4限定磁浮子1的位置，避免其影响导弹的发射。

优选地，所述浮子箱4为内外双层结构，包括内层箱体41和外层箱体42，外层箱体42包覆在内层箱体41的外侧，在内层箱体41和外层箱体42之间形成通道，如图4、5所示，所述磁浮子1置于内层箱体41中。

进一步地，在内层箱体41的下部设置有内层导流孔411，在外层箱体42的侧面上部设置有外层导流孔421，在内层箱体41和外层箱体42的顶端设置有上导流孔422。

进一步地，在导弹未发射时，磁浮子1受重力作用落在内层箱体41的底部，此时内层导流孔411顶端高于磁浮子1的顶端，如图8所示。

根据本发明，内外双层箱体的设计，以及内层导流孔411高度的设计，可以避免磁浮子在发射筒产生的高压高温蒸汽作用下运动。具体地，导弹发射后，发射筒内高温高压燃气随着弹体的出筒逐渐向上运动，其最初由外侧导流孔421进入磁浮子箱体4，流经内层箱体和外层箱体壁面形成的导流通道，通过内测导流孔411进入内层箱体，由于内测导流孔411的顶端高度大于磁浮子1的顶端高度，高温高压燃气快速将磁浮子1包围，并从上导流孔直接排出，磁浮子在压差的作用下不会产生向上的运动，避免其对内层箱体中的磁浮子产生影响，出现磁浮子提前上浮现象。

根据本发明，上导流孔422的设计，还便于磁浮子1上浮过程中，将内层箱体41中的空气排出，避免空气压力阻碍磁浮子1的上升，造成测量准确率的降低或测量延时。

进一步地，内层导流孔411和外层导流孔422的位置设计，使得桶内倒灌海水只有超过外层导流孔422位置时，磁浮子1才能在海水浮力的作用下，沿浮子箱向上运动，保证了测量精度。

根据本发明，所述浮子箱4箱体底面可拆卸的固定在浮子箱4上，在实际的应用中，每次发射前需要打开浮子箱的底面进行排水等维护，所以在下次发射筒发射时磁浮子箱内不会有水。此外，根据弹体离筒海水倒灌的实际效应以及发射筒壁面效应，海水最先在发射筒中轴线区域进行倒灌至发射筒底，然后从底部逐渐向上填充直至灌满海水，即便在不同横流速度下(潜艇与海水的相对运动速度)，也不会发生太大偏差，即海水倒灌过程中，水花的飞溅效果也不会造成海水提前灌入浮子箱，即使提前灌入部分海水，也无法将磁浮子悬浮至触发感应位置，保证了装置测量的准确性。

优选地，内层箱体41的上端面和外层箱体42的上端面为同一个端面，称之为浮子箱上端盖43，所述浮子箱上端盖43可拆卸的固定在浮子箱的顶端。

在一个优选的实施方式中，所述磁浮子1为柱形，如图6所示，磁体11位于磁浮子1的顶端，在磁浮子1的柱面设置有导向凸台12，在内层箱体41的内部设置有竖直向上的导向凹槽412，所述导向凹槽412与导向凸台12相对应，使得导向凸台12能够在导向凹槽412中滑动，进而使得磁浮子1的仅能够竖直上下运动，保证了磁浮子在运输过程以及弹体出筒过程不会无规则运动，发生液位误测。

在一个优选的实施方式中，所述磁浮子1包括磁浮子端盖14和磁浮子主体13，所述磁浮子端盖14盖在磁浮子主体13的上端，在磁浮子主体13顶端具有凹槽，所述磁体11置于凹槽中，如图7所示。

优选地，磁浮子端盖14与磁浮子主体13之间通过螺栓连接。

在一个更优选的实施方式中，所述浮子箱4还具有箱体上盖42，箱体上盖42可拆卸的固定在浮子箱4顶端，便于将磁浮子1置入浮子箱4中，如图2所示。

更优选地，浮子箱4底端也可拆卸，使得浮子箱4便于加工和安装。

在一个优选的实施方式中，所述浮子箱4通过焊接或螺栓等方式固定在发射筒3内壁上。

根据本发明，所述磁感应传感器2固定在发射筒3外部与浮子箱4对应位置，使得磁浮子1浮起过程中或浮起后能够被磁感应传感器2检测到。

在一个优选的实施方式中，所述磁感应传感器2固定在潜艇发射导弹后达到受力平衡状态时发射筒内水位对应位置，便于对潜艇进行更好的操作。

在本发明中，在潜艇受力平衡状态时发射筒内水位对应位置的获取方法不做特别限定，本领域技术人员可根据试验或数学推导获得。

在另一个优选的实施方式中，所述磁感应传感器2具有多个，设置在发射筒3不同高度处，通过多个磁感应传感器2依次触发，从而更加准确的获得发射筒3的瞬时水位。

进一步地，在发射筒中具有多个导弹适配器5，优选地，所述浮子箱4具有多个，多个浮子箱4分别设置在不同的导弹适配器5下方，

所述导弹适配器5是一种常用的提高导弹弹道精度的结构，在本发明中对其具体结构不做特别赘述，本领域技术人员可根据实际需要进行选择或改进。

进一步地，浮子箱4沿发射筒径向的厚度小于导弹适配器5的径向厚度，以避免浮子箱4影响导弹的发射。

在一个优选的实施方式中，所述浮子箱4的数量与磁感应传感器2数量相同且一一对应，磁感应传感器2设置于浮子箱4上部对应位置，使得浮子箱4中充满水后，磁浮子1能够持续被磁感应传感器2检测到，避免振动或其它原因导致磁浮子1瞬时跳动被检测到引起液位误测。

在一个优选的实施方式中，在发射筒3的外壁上设置有传感器导轨6，所述磁感应传感器2固定在传感器导轨6上。

进一步优选地，所述传感器导轨6通过基座61固定在发射筒3上，避免磁感应传感器2直接固定在传感器导轨6上，避免了在发射筒加工多个螺纹孔，影响发射筒强度。

在一个优选的实施方式中，所述基座61为环形，套设在发射筒3的外壁上，以增大基座61与发射筒3的接触面积，如图3所示。

在本发明中，对传感器导轨6与基座61的固定方式以及基座61与发射筒3的固定方式不做特别限定，可以是焊接、螺栓连接等。

进一步优选地，在传感器导轨6上设置有多个安装孔，所述磁感应传感器2安装在滑块62上，所述滑块62通过螺栓固定在安装孔上，此种固定方式便于调节磁感应传感器2的位置，提高调试效率和测量精度，使得装置能够适应不同规格的潜艇。

根据本发明一个优选的实施方式，所述传感器导轨6上设置有传感保护壳，所述传感保护壳包裹磁感应传感器2，或包裹传感器导轨6及磁感应传感器2外侧，以保护磁感应传感器2，避免磁感应传感器2在潜艇运动以及导弹发射过程中损坏或位置移动造成测量误差。

在一个优选的实施方式中，所述磁感应传感器2分成两排，优选每排设置5～6个，以发射筒3轴心为对称轴，对称的设置在发射筒3两侧，两侧对应位置的磁感应传感器2相互验证，保证测量的准确性。

在另一个优选的实施方式中，所述磁感应传感器2分成两排，相间的分布在发射筒3的两侧，能够获得更准确的瞬时液位高度。

另一方面，本发明还提供了一种水下半封闭容腔倒灌水流动态液位测量方法，优选采用上述装置进行，包括以下阶段：

S1、将磁感应传感器安装在发射筒外壁，将浮子箱安装在发射筒内壁；

S2、水倒灌入发射筒，进入浮子箱；

S3、浮子箱内磁浮子上浮，触发磁感应传感器；

S4、根据磁感应传感器位置确定液位。

进一步地，在阶段S1中，记录磁感应传感器的安装位置。

在一个优选的实施方式中，在阶段S1，磁感应传感器的安装在潜艇发射导弹后达到受力平衡状态时发射筒内水位对应位置。

在一个优选的实施方式中，在发射筒外壁安装有多个磁感应传感器，多个磁感应传感器设置在发射筒不同高度处，通过多个磁感应传感器依次触发，更加准确的获得发射筒的瞬时水位。

优选地，在阶段S1中，打开浮子箱的底面检查磁浮子是否存在损坏以及浮子箱内是否有存水，若存在存水，则排出。

优选地，在阶段S1中，导弹出筒前以及导弹出筒过程中，传感器处于未接通电源状态；在导弹出筒后，接通传感器电源，传感器开始工作，避免出现提前触发磁感应传感器。

优选地，在阶段S2中，导弹发射产生的高温高压燃气随着弹体的出筒逐渐向上运动，其最初由外侧导流孔进入磁浮子箱体，流经内层箱体和外层箱体壁面形成的导流通道，通过内测导流孔进入内层箱体，由于内测导流孔的顶端高度大于磁浮子的顶端高度，高温高压燃气快速将磁浮子包围，并从上导流孔直接排出，磁浮子在压差的作用下不会产生向上的运动，避免其对内层箱体中的磁浮子产生影响，出现磁浮子提前上浮现象。

优选地，在阶段S2中，水依次从浮子箱外层导流孔、内层导流孔进入浮子箱内层箱体，使得位于内层箱体的磁浮子上浮。

优选地，在阶段S3中，磁感应传感器设置在浮子箱顶端对应位置，使得磁浮子上浮至浮子箱顶端后，才触发磁感应传感器，并且由于磁浮子保持在浮子箱顶端，使得磁感应传感器持续产生信号。

在阶段S4中，查看预先存储的磁感应传感器安装位置，获得可获得发射筒内水的液位。

优选地，在阶段S4中，当磁感应传感器具有多个时，可根据磁感应传感器之间的距离以及多个磁感应传感器产生信号的时间制成发射筒内水位曲线，从而预测潜艇达到受力平衡状态时间。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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发明中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。