[发明专利]电连接器拉脱力试验装置及其方法

说明书

本发明提供了一种电连接器拉脱力试验装置及其方法，由液压系统、水压控制系统、测控系统三部分组成。液压系统由齿轮泵、电磁换向阀、先导式溢流阀、蓄能器、比例节流阀、油缸、风冷却器、过滤器、压力表组成；水压控制系统由试压泵、变频电机、截止阀、蓄能器、压力表、压力传感器、压力筒、电机变频器、PLC、触摸屏组成；测控系统由压力传感器、位移传感器、工控机、数据采集卡，继电器模块、隔离模块组成。该试验装置为电连接器拉脱建立0MPa～6MPa的水压环境，且保证在电连接器拉脱过程中压力波动范围在5％以内，提供0m/s～1m/s范围的拉脱速度和不小于5000N的最大拉脱力，计算出电连接器脱开瞬间拉脱力。

技术领域

本发明涉及电连接器拉脱力试验装置及其方法，属于液压控制测试系统技术领域。

背景技术

水下连接器是海洋等水下工程及武器装备系统中不可缺少的电子元器件，其发展可追溯到20世纪50年代，并在二次世界大战后迅速发展推动着商业和军事工程领域中水下电气设备的不断应用。目前，随着海洋石油开发以及武器战斗系统的不断向深海区域发展，水下连接器更显用武之地。以海洋石油开发为例，2013-2017年内，深水石油开发的投入占海上油气开发总投入的比例将超过50％，各大石油公司纷纷将目光转向开发与探测程度还很低的深海领域，促使了水下连接器的日益备受关注以及学术界的研究热潮。

在水下连接器领域中，有一类具有特定功能的电连接器一一水下分离电连接器，能够在水下环境中安全可靠地工作，实现电连接器插头插座的水下自动分离，并对电连接器接插面和焊线端的信号接点具有断电保护作用，即使电连接器接插面的信号接点遇海水短路，其焊线端的信号接点亦不会短路。水下分离电连接器广泛应用于国家海洋防卫各武器型号系统、深海海洋通信与调查、潜艇、导弹发射、鱼雷、海洋商用以及军用工程水下电气装置中，如现代导弹、制导鱼雷在发射前需将各种导航数据、攻击目标参数实时加载在导弹、鱼雷上，实现与潜艇设备的连接和断开功能，这其中的加载通道即为水下分离电连接器，它们是潜艇、鱼雷等水下战斗系统必不可少的元器件。

现有的水下密封电连接器只能在空气中进行插拔操作，连接好后再放入水中，当水下设备需要进行维修、更换、增减时，必须使设备浮出水面才能进行电连接器的分离和连接，这种操作方式费时费力、成本高。在水下作业场合，如脱落电缆、潜水设备、水下摄像机、海上油田上的电器设备、高压水阀门、压力变送器、水下电话、快速抢修设备等装备上，电气接口往往希望能够在水下进行插拔，以实现在水下快速、经济地进行设备的组装、增减、更换等工作，这一市场对水下插拔密封电连接器有迫切的需求，水下电连接器的使用量非常大，而连接器的可靠性对水下电网、水下通讯、水下设备及水下资源运输的影响巨大。因此水下电连接器测试设备的研制也势在必行。

我国海洋装备制造业起步于上世纪七八十年代，并且由于材料科学等相关学科的薄弱，耐高压材料，浮力材料等成为深海开发领域的限制，只能通过外购国外材料支持深海技术的研究。目前国内水下电缆插拔连接技术处于起步阶段，仅有部分企业单位和科研院所进行了初步研究，且暂无这方面的经验积累，相应的配套测试装置更是无从说起。目前国际上在水下连接器这一领域发展较好的、知名的公司主要有FMC、Oil States、Cameron等，但其测试设备均为水下管道连接测试装置，尚无用来测试电连接器瞬态拉脱力试验装置，而且不能测试连接器脱开瞬间拉脱力。

水下元件的广泛应用使得水下元件的测试越来越重要。一般由于成本问题，水下元件的测试试验均采用陆上模拟的方法，即在一个密闭压力容腔内进行试验。而现有水下连接器测试装备具有以下缺点：

1.国内连接器拉脱力测试装置不涉及水压环境，不适用于水下电连接器测试；

2.国内拉力测试多为静载拉力的测试，只有少数测试装置涉及到以一定速度拉脱，但是测试速度范围较小，然而拉脱速度对拉脱力有较大影响，在水下武器等拉脱速度较大的场合并不能满足测试要求；

3.国内拉脱力试验装置可以测量2500N以内的连接器拉脱力，不能满足拉脱力较大的实际工况；