CN101629869A - 剪切流传感器动态测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种剪切流传感器动态测试装置，包括密封固定有上端盖的罐体，所述上端盖设置有进水口和排气口，所述罐体底部密封连接有一端设置有叶片的叶片轴，所述叶片轴另一端连接有设置在罐体外部的驱动装置，所述上端盖或者所述罐体设置有安装孔，所述罐体底部设置有底座，所述驱动装置设置于底座内部。本发明能够在一定的海水压力条件下产生湍流，并且能够控制压力条件和湍流强度，从而得以动态检测剪切流传感器性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种机电控制装置，具体的说，是涉及一种能够在压力条件下产生强度可控的动态湍流发生装置。
背景技术
湍流研究是海洋科学研究的重要领域，湍流对海水的动量、热量和质量输运有重要贡献，对海水运动速度、温盐持性及水中溶解态、颗粒态物质的分布有显著影响，微结构即小尺度的湍流运动是产生海洋宏观现象的原动力。
人们对湍流效应的研究是通过建立相应的数学模型来进行模拟的。在这些模型中，湍流的动能耗散率是重要参数，它直接影响所建立模型对海洋宏观运动模拟的精确程度。海水剪切流速数据是研究海水湍流运动规律和获取动能耗散率的重要原始资料，也就是说，动能耗散率的获取主要依靠海洋剖面的微结构流剪切数据，而目前获取数据的有效和可靠手段是使用剪切流传感器，剪切流传感器由申请人另行申请专利予以保护。
现有技术中已经可以对剪切流传感器进行静态压力测试试验，但压力试验系统中没有湍流发生装置，无法进行压力条件下的对湍流条件的测试；而剪切流传感器标定装置虽然能够测试传感器性能，却只能在常压下进行，无法完成传感器实际工作压力条件下的性能测试。也就是说，目前无法同时满足压力和湍流两方面的条件对剪切流传感器进行较为准确的测试。
剪切流传感器研制过程中需要对其动态性能进行测试。若直接将剪切流传感器放入海洋中检测，不仅测量准确性无法得到保证，而且也费时费力。因为剪切流传感器工作深度通常为0～1000米，对其进行性能测试时必须将传感器放入相应深度的海水中，并将数据采集系统与其共同密封，试验周期长、费用高，难以保证试验数据的准确性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够在一定的海水压力条件下产生湍流，并且能够控制压力条件和湍流强度，从而得以检测剪切流传感器性能的动态测试装置。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种剪切流传感器动态测试装置，包括密封固定有上端盖的罐体，所述上端盖设置有进水口和排气口，所述罐体底部密封连接有一端设置有叶片的叶片轴，所述叶片轴另一端连接有设置在罐体外部的驱动装置。
所述上端盖设置有安装孔。
或者，所述罐体设置有安装孔。
所述驱动装置为电机。
所述罐体底部设置有底座。
所述驱动装置设置于底座内部。
本发明的有益效果是：
(1)本发明能够通过控制叶片的转动速度控制湍流强度，精确模拟海洋湍流变化，并且同时模拟剪切流传感器在海底的工作状态压力，有效地动态检测剪切流传感器性能。
(2)剪切流传感器需要经过标定之后才可以投入使用，本发明为研制剪切流传感器提供技术支持。
(3)使用本发明的测试装置进行测试，实验数据准确，试验周期短、费用低，省时省力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的使用状态示意图。
图中：进水口——1 排气口——2 上端盖——3
剪切流传感器——4 罐体——5 叶片——6
叶片轴——7 密封舱——8 驱动装置——9
底座——10 安装孔——11
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1所示，实施例提供了一种剪切流传感器动态测试装置，由顶部敞开的罐体5构成，所述罐体5的上端面设置有上端盖3，所述上端盖3与罐体5密封连接并固定。上端盖3可以根据具体的需要卸下，便于罐体5内部其它部件的调试、修理和更换。当然，所述上端盖3也可以是固定焊接在罐体5上的，与罐体5构成一个完整的密闭空间。
所述上端盖3设置有进水口1和排气口2。所述进水口1用于向罐体5内注水之用，充满水之后，进水口1还用以外接压力泵，给罐体5内部加压。所述排气口2用于注水时将罐体5内的空气排出。
所述罐体5底部安装有叶片轴7，所述叶片轴7与罐体5须密封连接，如附图所示，本实施例采用密封舱8作为密封装置，通过密封舱8将叶片轴7与罐体5密封固定。所述密封舱8内部设置有轴承、密封圈等部件，其中轴承用于传递下述驱动装置9的扭矩，密封圈用于密封舱8舱体与罐体5间的密封。
所述叶片轴7上部设置有叶片6，所述叶片6在叶片轴7上的具体位置可以调节；叶片轴7下部连接有驱动装置9，如电机。所述驱动装置9通过叶片轴7带动叶片6转动，并且可以调节叶片6的转动速度。所述罐体5底部设置有底座10，所述底座10固定在地面或者桌面等平台上，起到支撑整个测试装置的作用。所述驱动装置9设置于底座10内部为佳。
所述上端盖3或者所述罐体5设置有安装孔11，所述安装孔11用于剪切流传感器4的安装和固定。
如图2所示，使用本装置进行剪切流传感器4的性能测试时：
先将罐体5内部充满水，并保证上端盖3与罐体5密封固定。剪切流传感器4也密封固定在上端盖3上，具体地，剪切流传感器4通过其后端的螺纹结构与上端盖3的安装孔11处螺接固定，并用密封圈与上端盖3密封。罐体5内充满水之后将排气口2密封，进水口1外接压力泵，压力泵将罐体5内的水压增加到所需要的压力(0～10MPa)范围。开动驱动装置9即电机，电机通过叶片轴7带动叶片6转动，从而在罐体5内部产生湍流，剪切流传感器4就可以测量到湍流信号。
通过电机9可以控制叶片6的转速，进而控制所产生湍流的强度，叶片6转动速度越快则产生的湍流强度越大。剪切流传感器4输出与之对应的信号经过数据采集系统处理，通过记录一定压力和转速条件下剪切流传感器4的不同输出信号，进而能够检测剪切流传感器4的性能。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种剪切流传感器动态测试装置，其特征在于，包括密封固定有上端盖的罐体，所述上端盖设置有进水口和排气口，所述罐体底部密封连接有一端设置有叶片的叶片轴，所述叶片轴另一端连接有设置在罐体外部的驱动装置。
2.根据权利要求1所述的一种剪切流传感器动态测试装置，其特征在于，所述上端盖设置有安装孔。
3.根据权利要求1所述的一种剪切流传感器动态测试装置，其特征在于，所述罐体设置有安装孔。
4.根据权利要求1所述的一种剪切流传感器动态测试装置，其特征在于，所述驱动装置为电机。
5.根据权利要求1所述的一种剪切流传感器动态测试装置，其特征在于，所述罐体底部设置有底座。
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|---|---|---|---|---|
| CN104568378A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 中国科学院南海海洋研究所 | 一种海洋湍流定点混合仪及其使用方法 |
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| CN110530606A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-03 | 中北大学 | 湍流传感器的测试系统及其测试方法 |
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