[发明专利]水下耐压微变形测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及海洋仪器设备检测装置，特别是涉及海洋仪器设备水下耐压变形检测 装置。

背景技术

随着海洋开发事业的发展，急需大量水下测量仪器，而研发此类仪器首先遇到的 技术难点就是解决仪器壳体的水下耐压和形变问题。特别是，深海高压环境下仪器壳体的 水下耐压和形变问题更为突出。

目前，在海洋仪器设备壳体强度设计中，通过采用有限元分析，进行耐压强度设 计、壳体厚度计算、耐压壳体质量评价等，得出仪器壳体允许变形量数据，然后再进行高压 现场试验，以检验仪器设备壳体水下耐压和形变的具体状况。

但是，设计中有限元分析得出的壳体允许微变形数据与在高压水体中试验实际出 现的微变形数据有较大差距，无法相互印证。而且，目前尚没有可在高压水体环境中实时进 行仪器设备的微变形现场检测的装置，这都影响海洋水下测量仪器设备壳体强度的设计和 海洋水下测量仪器设备的研发。

发明内容

针对现有技术中计算海洋仪器设备壳体允许变形量和在高压水体中试验无法得 到相互印证的问题，本发明推出一种水下耐压微变形测量装置，其目的在于，利用耐水压摄 像机和耐水压激光微测量探头对设置在高压水体试验舱中移动平台上的海洋仪器壳体进 行测量，实时获得不同水压下海洋仪器壳体微变形数据，为海洋水下测量仪器设备壳体强 度的设计提供更实际的试验数据。

本发明涉及的水下耐压微变形测量装置，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。

所述的试验舱为圆筒状的高压密封试验舱，具有不锈钢舱体外壳。试验舱与试验 舱外的加压泵连通，试验舱内观测平台的测量装置与试验舱外的数据采集处理单元由穿过 试验舱舱盖的水密电缆连接。

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；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。

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以及 竖直移动电机和水平旋转电机。

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，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。连接横杆将固定 杆和竖直滑动导轨的上端固定连接，连接横杆与固定杆和竖直滑动导轨垂直。

竖直移动电机和水平旋转电机分别固定在固定底座上，竖直移动电机和水平旋转 电机分别通过穿过试验舱舱盖的水密电缆连接数据采集处理单元。

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。

竖直移动电机的电机轴连接竖直设置的丝杠，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。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。

竖直移动托架为条形块，沿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。竖直移动托架条形块与丝杠上的升降螺母一起在竖直移动电 机带动下沿丝杠上下运动。

耐水压照明灯、耐水压摄像机和耐水压激光微测量模块作为观测平台的测量装置 固定安装在竖直移动托架上，并分别通过穿过试验舱舱盖的水密电缆连接数据采集处理单 元。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，以便对准载物托盘上的被测物体。

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。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。