CN102539067A - 水下推力传感器模拟水下标定装置及方法 - Google Patents

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刘顶新
王建丽
王超
连秀萍
张秋兰
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Abstract

本发明提供了一种水下推力传感器模拟水下标定装置及方法，该标定装置包括压力容器、进气阀、排气阀、排水阀、计算机测量设备、高压氮气瓶、减压阀、压力表、工作传感器、标准传感器、力加载机、承力杆；其中工作传感器固定在压力容器内侧底部的基座上，往压力容器内部注水至压力容器容积的50％，标准传感器与工作传感器刚性连接，上端盖左右两端分别安装进气阀和排气阀，上端盖中部安装承力杆并密封，承力杆与力加载机连通，压力容器右侧面下端安装排水阀，标准传感器与工作传感器的电缆分别穿过电缆出口后与计算机测量设备连通，进气阀与高压氮气瓶之间的压力管路依次连接压力表和减压阀。本发明成功解决了水下工作推力传感器的深水工作性能标定问题。

Description

水下推力传感器模拟水下标定装置及方法
技术领域
本发明涉及一种标定装置及方法，具体涉及一种水下推力传感器模拟水下标定装置及方法，属于传感器标定技术领域。
背景技术
在水下试验中，传统的地面推力传感器标定无法考虑水下试验用推力传感器受到水压等水下因素影响，与实际工作要求差别较大，且在真实实验环境的深水工况下(如40m)进行水下试验用传感器标定难度大且成本高，所以需要对深水工况进行模拟来标定水下试验用推力传感器受到水压等水下因素影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种水下推力传感器模拟水下标定装置及方法，能够模拟深水工况下对水下试验用传感器进行标定。
一种水下推力传感器模拟水下标定装置，该标定装置包括压力容器、进气阀、排气阀、排水阀、计算机测量设备、高压氮气瓶、减压阀、压力表、工作传感器、标准传感器、力加载机、承力杆；其中压力容器右侧面的下端开有安装孔，右侧面的上端开有电缆出口，压力容器上端盖中部及两端均开有安装孔；
工作传感器固定在压力容器内侧底部的基座上，关紧排水阀，往压力容器内部注水至压力容器容积的50％，标准传感器与工作传感器刚性连接，将压力容器的上端盖盖紧并密封，上端盖左右两端分别安装进气阀和排气阀，上端盖中部安装承力杆并密封，承力杆与力加载机连通，压力容器右侧面下端安装排水阀，标准传感器与工作传感器的电缆分别穿过电缆出口后与计算机测量设备连通，进气阀与高压氮气瓶之间的压力管路依次连接压力表和减压阀。
所述的工作传感器置于水下，标准传感器置于水上。
所述的标定装置实现水下推力传感器的标定方法是：
步骤一：选用额定载荷为50kN的工作传感器，将工作传感器固定在压力容器内侧的底部，通过连接杆将标准传感器与工作传感器相连，并将两个传感器的电缆从电缆出口穿出并密封，分别与计算机测量设备的工作电源接口和显示屏相连；
步骤二：检查排水阀是否关闭，若处于关闭状态，往压力容器内加水，注水深度保证没过工作传感器，同时保证标准传感器不得与水接触；
步骤三：将压力容器的上端盖盖紧并确保密封；
步骤四：关闭压力容器上的排气阀并开启进气阀，打开高压氮气瓶并通过压力管路往压力容器内充入气体，调节压力管路上的减压阀，同时观察压力管路上压力表的显示值；
步骤五：当压力管路上压力表的显示值为0.4MPa时，关闭进气阀；
步骤六：启动力加载机并开启计算机测量设备，力加载机通过压力容器上端盖上的承力杆依次对标准传感器加载，力大小的确认以标准传感器输出为准，当标准传感器输出的压力值为1V，则认为加载的力为10kN，依次加载10kN、20kN、30kN、40kN、50kN，并分别记录加载后工作传感器的输出值；
步骤七：当加载到50kN后，力加载机开始卸载，每次卸载10kN，即对标准传感器依次加载40kN、30kN、20kN、10kN，分别记录加载后工作传感器输出的压力值；
步骤八：重复步骤六和步骤七的加载和卸载过程2次，并根据记录数据即可获得工作传感器的输出特性曲线。
有益效果：本发明成功解决了水下工作推力传感器的深水工作性能标定问题，在实际工作中，已经成功完成多种型号传感器的标定。
附图说明
图1为本发明一种水下推力传感器模拟水下标定装置的结构图。
其中，1-压力容器、2-进气阀、3-排气阀、4-排水阀、5-电缆出口、6-计算机测量设备、7-高压氮气瓶、8-减压阀、9-压力表、10-工作传感器、11-标准传感器、12-力加载机、13-承力杆
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种水下推力传感器模拟水下标定装置，该标定装置包括压力容器1、进气阀2、排气阀3、排水阀4、计算机测量设备6、高压氮气瓶7、减压阀8、压力表9、工作传感器10、标准传感器11、力加载机12、承力杆13；其中压力容器1右侧面的下端开有安装孔，右侧面的上端开有电缆出口5，压力容器1上端盖中部及两端均开有安装孔；
工作传感器10固定在压力容器1内侧底部的基座上，关紧排水阀4，往压力容器1内部注水至压力容器1容积的50％，标准传感器11与工作传感器10刚性连接，使工作传感器10置于水下，标准传感器11置于水上，将压力容器1的上端盖盖紧并密封，上端盖左右两端分别安装进气阀2和排气阀3，上端盖中部安装承力杆13并密封，承力杆13与力加载机12连通，压力容器1右侧面下端安装排水阀4，标准传感器11与工作传感器10的电缆分别穿过电缆出口5后与计算机测量设备6连通，进气阀2与高压氮气瓶7之间的压力管路依次连接压力表9和减压阀8。
该标定装置实现水下推力传感器的标定方法是：
步骤一：选用额定载荷为50kN的工作传感器10，将工作传感器10固定在压力容器1内侧的底部，通过连接杆将标准传感器11与工作传感器10相连，并将两个传感器的电缆从电缆出口5穿出并密封，分别与计算机测量设备6的工作电源接口和显示屏相连；
步骤二：检查排水阀4是否关闭，若处于关闭状态，往压力容器1内加水，注水深度保证没过工作传感器10，同时保证标准传感器11不得与水接触；
步骤三：将压力容器1的上端盖盖紧并确保密封；
步骤四：关闭压力容器1上的排气阀3并开启进气阀2，打开高压氮气瓶7并通过压力管路往压力容器1内充入气体，调节压力管路上的减压阀8，同时观察压力管路上压力表9的显示值；
步骤五：当压力管路上压力表9的显示值为0.4MPa时，关闭进气阀2；
步骤六：启动力加载机12并开启计算机测量设备6，力加载机12通过压力容器1上端盖上的承力杆13依次对标准传感器11加载，力大小的确认以标准传感器11输出为准，当标准传感器11输出的压力值为1V，则认为加载的力为10kN，依次加载10kN、20kN、30kN、40kN、50kN，并分别记录加载后工作传感器10的输出值；
步骤七：当加载到50kN后，力加载机12开始卸载，每次卸载10kN，即对标准传感器11依次加载40kN、30kN、20kN、10kN，分别记录加载后工作传感器10输出的压力值；
步骤八：重复步骤六和步骤七的加载和卸载过程2次，并根据记录数据即可获得工作传感器10的输出特性曲线。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水下推力传感器模拟水下标定装置，其特征在于，该标定装置包括压力容器(1)、进气阀(2)、排气阀(3)、排水阀(4)、计算机测量设备(6)、高压氮气瓶(7)、减压阀(8)、压力表(9)、工作传感器(10)、标准传感器(11)、力加载机(12)、承力杆(13)；其中压力容器(1)右侧面的下端开有安装孔，右侧面的上端开有电缆出口(5)，压力容器(1)上端盖中部及两端均开有安装孔；
工作传感器(10)固定在压力容器(1)内侧底部的基座上，关紧排水阀(4)，往压力容器(1)内部注水，标准传感器(11)与工作传感器(10)刚性连接，将压力容器(1)的上端盖盖紧并密封，上端盖左右两端分别安装进气阀(2)和排气阀(3)，上端盖中部安装承力杆(13)并密封，承力杆(13)与力加载机(12)连通，压力容器(1)右侧面下端安装排水阀(4)，标准传感器(11)与工作传感器(10)的电缆分别穿过电缆出口(5)后与计算机测量设备(6)连通，进气阀(2)与高压氮气瓶(7)之间的压力管路依次连接压力表(9)和减压阀(8)。
2.如权利要求1所述的一种水下推力传感器模拟水下标定装置，其特征在于，所述的工作传感器(10)置于水下，标准传感器(11)置于水上。
3.一种水下推力传感器模拟水下标定方法，其特征在于，采用标定装置进行标定的步骤为：
步骤一：选用额定载荷为50kN的工作传感器(10)，将工作传感器(10)固定在压力容器(1)内侧的底部，通过连接杆将标准传感器(11)与工作传感器(10)相连，并将两个传感器的电缆从电缆出口(5)穿出并密封，分别与计算机测量设备(6)的工作电源接口和显示屏相连；
步骤二：检查排水阀(4)是否关闭，若处于关闭状态，往压力容器(1)内加水，注水深度保证没过工作传感器(10)，同时保证标准传感器(11)不得与水接触；
步骤三：将压力容器(1)的上端盖盖紧并确保密封；
步骤四：关闭压力容器(1)上的排气阀(3)并开启进气阀(2)，打开高压氮气瓶(7)并通过压力管路往压力容器(1)内充入气体，调节压力管路上的减压阀(8)，同时观察压力管路上压力表(9)的显示值；
步骤五：当压力管路上压力表(9)的显示值为0.4MPa时，关闭进气阀(2)；
步骤六：启动力加载机(12)并开启计算机测量设备(6)，力加载机(12)通过压力容器(1)上端盖上的承力杆(13)依次对标准传感器(11)加载，力大小的确认以标准传感器(11)输出为准，当标准传感器(11)输出的压力值为1V，则认为加载的力为10kN，依次加载10kN、20kN、30kN、40kN、50kN，并分别记录加载后工作传感器(10)的输出值；
步骤七：当加载到50kN后，力加载机(12)开始卸载，每次卸载10kN，即对标准传感器(11)依次加载40kN、30kN、20kN、10kN，分别记录加载后工作传感器(10)输出的压力值；
步骤八：重复步骤六和步骤七的加载和卸载过程2次，并根据记录数据即可获得工作传感器(10)的输出特性曲线。
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