[发明专利]一种海洋温、压环境模拟装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋环境监测领域，尤其是涉及一种海洋温、压环境模拟装置。

背景技术

现实中的海洋是一个极其复杂的温、压环境。随着深度的增加，海水的温度逐渐下降，压力逐渐是上升。海水温度从海洋表面的30多摄氏度下降到海底的1摄氏度左右，压力从海洋表面的0MPa上升到几十MPa。而且由于现实海洋中存在着洋流运动，导致海洋在同一深度的也存在着不同温度的海水，因此现实海洋是个极其复杂的温、压环境。

要想获得准确的海洋信息，海洋仪器必须能够在复杂的温、压环境下做出准确的反应。为了保证海洋仪器在真实海洋环境中可靠的工作，需要大量的试验来对海洋仪器进行验证，测试海洋仪器在温、压环境中性能。采用海上试验虽然比较客观准确，但是海上试验的费用非常昂贵，而且由于海况的原因，有时海上试验无法进行，这些原因严重制约着海洋仪器的温、压试验，因此在试验室对海洋仪器进行温、压试验比较行之有效。

目前实验室进行温、压试验常用的方法是把人工调好温度的海水放入到压力罐中，然后加压至试验压力来模拟海洋温、压环境。如果需要做不同温度条件下的试验，需要打开压力罐，重新调校压力罐中的海水温度，然后再放入压力罐中加压至试验压力。

使用目前的方法进行试验由于调校好温度的海水放入压力罐后，海水与外界进行热交换，会导致压力罐中的海水无法保持比较恒定的温度；压力罐中由于没有海水搅拌，因此压力罐中海水的温场是不均匀的。压力罐中压力数据是通过放置在压力罐内部的压力传感器获得的，压力传感器受到海水温度的影响会导致压力测量数据有误差。每模拟一次海洋温、压环境都需要重新打开压力罐人工调校海水温度，然后再加压至试验压力。而人工调校海水温度需要反复添加冷水和热水，因此模拟不同过温、压条件下的海洋环境试验过程比较繁琐。上述这些问题严重制约着海洋仪器温、压环境试验。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种海洋温、压环境模拟装置，以解决目前海洋温、压环境试验条件下存在温度无法恒定、温场不均匀、压力数据存在误差和试验繁琐的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种海洋温、压环境模拟装置，包括压力罐1、标准压力源2、打压试验泵3、温控箱4、制冷水槽5；所述压力罐1内置压力密封舱12；所述压力密封舱12内置加热装置、制冷装置、搅拌装置；所述标准压力源2安装在所述压力罐1口处；所述打压试验泵3通过高压胶管与所述压力罐1连接；所述温控箱4通过电缆与所述制冷水槽5连接；所述温控箱4通过电缆与所述压力罐1连接；所述制冷水槽5通过制冷胶管与所述压力罐1连接。

进一步的，所述压力罐1还包括压盖10、封盖11、打压接头17、水密底座18、温度传感器19；所述封盖11置于所述压力密封舱12的顶部；所述压盖10置于所述封盖11的顶部；所述打压接头17置于所述封盖11上部，通过高压胶管与所述标准压力源2连接；所述打压接头17通过高压胶管与打压试验泵3连接；所述水密底座18置于所述封盖11的下部；所述温度传感器19置于所述压力罐1的内部中间位置，通过电缆与所述水密底座18进行连接。

进一步的，所述加热装置包括加热棒15，所述加热棒15置于所述压力密封舱12的底部，通过电缆与所述温控箱4连接。

进一步的，所述制冷装置包括制冷管13、制冷管接头16，所述制冷管接头16置于所述压力密封舱12底部，通过制冷胶管与所述制冷水槽5连接，所述制冷管13置于所述压力密封舱12内部，与所述制冷管接头16连接。

进一步的，所述搅拌装置包括高压磁力泵14，所述高压磁力泵14置于所述压力密封舱12的底部。

进一步的，所述压力密封舱12外部设有保温层。

相对于现有技术，本发明所述的一种海洋温、压环境模拟装置具有以下优势：

(1)通过增加压力罐温度控制功能解决温度无法恒定以及试验繁琐问题；

(2)通过高压磁力泵进行水循环解决温度场不均匀问题；

(3)通过外置标准压力源解决压力数据测量有误差问题；

本发明提供了一种模拟海洋温、压环境的装置，保证了试验温度和压力数据测量的准确性以及试验温场的均匀性，简化了试验过程，便于海洋仪器的试验研究。

本发明的另一目的在于提出一种海洋温、压环境模拟方法，以实现对海洋温、压环境的模拟。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种海洋温、压环境模拟方法，包括如下步骤：

(1)向压力罐1中注入海水，连接压力罐1与打压试验泵3；