[发明专利]水下耐压微变形测量装置

权利要求书

1.一种水下耐压微变形测量装置，其特征在于，包括试验舱、观测平台、数据采集处理 单元、压力传感器和加压泵，观测平台设置在试验舱内，数据采集处理单元设置在试验舱 外，观测平台的测量装置与数据采集处理单元连接，压力传感器的测量探头设置在试验舱 内，压力传感器与数据采集处理单元连接，设置在试验舱外部的加压泵与试验舱内部连通， 加压泵与数据采集处理单元连接；

所述的观测平台包括固定底座、固定支架、竖直移动托架、竖直移动电机、水平旋转电 机；固定底座为圆柱状结构，固定在试验舱的舱底上，固定底座上设置固定支架、竖直移动 电机和水平旋转电机；观测平台的测量装置设置在竖直移动托架上，包括耐水压照明灯、耐 水压摄像机和耐水压激光微测量模块；

所述的固定支架为框架结构，包括固定杆、竖直滑动导轨和连接横杆，固定杆和竖直滑 动导轨竖直设置在固定底座上，连接横杆将固定杆和竖直滑动导轨的上端固定连接；

所述的水平旋转电机上侧设置载物托盘，载物托盘与水平旋转电机的电机轴连接，水 平旋转电机带动载物托盘及其托盘上的被测物体水平转动；

所述的竖直移动电机的电机轴连接竖直设置的丝杠，丝杠上设置升降螺母，竖直移动 电机带动丝杠转动，升降螺母可沿丝杠上下移动；

所述的竖直移动托架为条形块，沿着与竖直移动电机的电机轴连接的丝杠平行设置， 与丝杠上的升降螺母固定在一起；竖直移动托架上固定安装耐水压照明灯、耐水压摄像机 和耐水压激光微测量模块，耐水压照明灯、耐水压摄像机和耐水压激光微测量模块可以随 竖直移动托架沿丝杠上下移动；

所述的耐水压激光测量模块包括两个结构相同、性能一致的激光位移微测量探头，激 光位移微测量探头的光轴与固定支架的竖直滑动导轨垂直；

所述的两个激光位移微测量探头分别为主测单元和补偿单元，补偿单元的激光位移微 测量探头视窗前标准距离处固定一反光板，补偿单元的激光位移微测量探头发出红外激光 透过视窗照射到反光板上，测得反光板的标准距离；主测单元的激光位移微测量探头发出 红外激光透过视窗照射到被测物体上，测得被测物体上测点的距离；主测单元和补偿单元 的激光位移微测量探头测得距离数值传至数据采集处理单元，用于确定试验样品的微变形 数据。

2.根据权利要求1所述的一种水下耐压微变形测量装置，其特征在于，所述的激光位移 微测量探头的耐水压壳体选用钛合金材料，前端耐高水压视窗选用高透光率高强度的圆柱 形玻璃构件，后端设置耐高水压电器接插件，耐高水压电器接插件连接水密电缆，水密电缆 连接试验舱外的数据采集处理单元。

3.根据权利要求1所述的一种水下耐压微变形测量装置，其特征在于，所述的固定支架 的固定杆下端固定在固定底座的侧面，竖直滑动导轨的下端固定在固定底座的顶面上，固 定杆和竖直滑动导轨与固定底座的顶面垂直；所述的固定支架的连接横杆与固定杆和竖直 滑动导轨垂直。

4.根据权利要求1所述的一种水下耐压微变形测量装置，其特征在于，所述的丝杠与固 定支架的竖直滑动导轨平行，丝杠上端插入固定支架的连接横杆中并与连接横杆转动配 合。

5.根据权利要求1所述的一种水下耐压微变形测量装置，其特征在于，所述的试验舱为 圆筒状的高压密封试验舱，试验舱与试验舱外的加压泵连通，试验舱内部压力上升由试验 舱外加压泵将水箱中水加压到试验舱中实现，其工作压力环境为1Mpa至100Mpa。

6.用权利要求1所述的水下耐压微变形测量装置进行作为被测物体的试验样品被测点 微变形测量值的测量方法，其特征在于，利用随竖直移动电机丝杠转动而上下移动的激光 位移微测量探头测量被测物体上测点距离，载有被测物体的载物托盘随水平旋转电机的水 平转动使激光位移微测量探头对准被测物体被测位置；主测单元的激光位移微测量探头测 量试验舱水中未加压时和额定试验压力下被测物体测点距离，补偿单元的激光位移微测量 探头测量空气中和试验舱水中额定试验压力下反光板标准距离，测量数据上传到数据采集 处理单元进行数据处理，得到作为被测物体的试验样品的被测点微变形测量值；

作为被测物体的试验样品被测点微变形测量值T由下式确定：

T＝(L_a—L_p)XL_k/(L_k—L_s)

L_k为空气中测量反光板标准距离，

L_s为试验舱水中额定试验压力下测量反光板标准距离，

L_a试验舱水中未加压时测量被测物体测点距离,

L_p试验舱水中额定试验压力下测量被测物体测点距离。