CN110702442A - 一种用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于力的测量计量技术领域,涉及水下仪器设备的承拉耐压性能的测量装置及测试方法。一种用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置，包括两个承力丝杠；所述承力丝杠的两端安装有上端盖和下端盖；所述上端盖与下端盖之间设有用于连接待测仪器的安装组件；所述安装组件连接力传感器。本发明的用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置及测试方法，可以实现水下仪器设备在同时满足耐压及承拉两个状态下的测试任务，测试水下仪器在真实承拉耐压工作状态下的工作性能。并且本发明的测量装置，结构简单紧凑，可在拉力保载状态下整体放置于高压罐中，符合现有打压装置对待测设备的尺寸要求。
Description
技术领域
本发明属于力的测量计量技术领域,涉及水下仪器设备的承拉耐压性能的测量装置及测试方法。
背景技术
随着人们对水下资源的开发及水下环境的探测，尤其是在海洋等深度较大的环境中，各种水下仪器设备的研发和使用都越来越普遍。在水下仪器设备的研发过程中，各种水下仪器设备的耐压性能及承拉性能是水下仪器设备能否在水下正常工作非常重要的两个指标，而且两者往往都是需要并存的，需要同时满足工作需求。因此在水下仪器设备的研发过程中，设备的耐压性及承拉性需要被慎重考虑。在现有技术中，可以通过拉力试验机对水下仪器设备进行较大拉力情况下的承拉能力测试，也可以通过打压罐等设备对水下仪器设备进行较大压力情况下的耐压能力测试。
目前大部分水下仪器在进行承拉和耐压可靠性性能试验时，都是通过拉力试验机或打压罐单独针对拉力或压力单一参数进行测试，或是直接将水下仪器设备投放到目的海域进行测试，相应带来了较高的测试成本，并且对于水下仪器设备的真实工况而言，设备需要在耐压的情况下同时承拉，从仪器设计方或使用方角度，如何真实、准确地获得该仪器在真实工况下的工作可靠性成为必须要解决的问题。在现有技术条件下，还没有一种有效的测试装置及方法能同时测试水下设备处于耐压与承拉状态下的工作性能。
水下仪器设备在水下真实工作状态时的拉力环境和压力环境难以同时实现，尤其是在大深度、大承载工况时，压力数值会达到数十兆帕，拉力数值会到到数吨，此时将对测试装置的高压高拉指标可实现性要求较高，在现有高水压打压装置或大型拉力试验机基础上进行改进或研发将大大提高测试成本。
因此，针对不同类型的水下仪器设计一种通用的承拉耐压测试装置及测试方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的正是为了解决现有技术中不能同时测试水下仪器设备的耐压、承拉性的技术问题，提供用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置及测试方法，真实模拟水下仪器设备的工作状态的情况下，测试其同时处于耐压及承拉状态下的工作稳定性及可靠性。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置，包括两个承力丝杠；所述承力丝杠的两端安装有上端盖和下端盖；所述上端盖与下端盖之间设有用于连接待测仪器的安装组件；所述安装组件连接力传感器。
作为本发明的进一步改进，所述的安装组件包括设置在所述上端盖下表面上的销孔、上连接螺栓、固定在所述下端盖上表面的下连接螺栓、卸扣。
作为本发明的进一步改进，所述的上端盖或下端盖的上下两侧分别通过螺母固定。
作为本发明的进一步改进，所述上端盖和下端盖上设有连接拉力试验机的连接部件。
作为本发明的进一步改进，所述的上端盖或下端盖上设有加强筋板。
为了实现本发明的目的，本发明还提供了一种水下仪器承拉耐压性能的测试方法，包括：
待测仪器安装到测试装置上后，利用拉力试验机对该装置进行拉力加载，同时通过装置上连接的力传感器实时监测拉力加载数值；
在拉力达到预定数值后，将上端盖上下两侧的螺母拧紧来实现拉力保持。
在从拉力实验机上拆卸后，通过该装置上的力传感器实时监测拉力数值变化情况；
在保载状态下确认拉力满足试验要求后，将该装置整体放置于打压装置中进行耐压试验。
作为本发明的进一步改进，拉力试验的拉力保载时间为48小时或根据承拉试验要求设置。
作为本发明的进一步改进，耐压试验的测试时间为48小时或根据耐压试验要求设置。
作为本发明的进一步改进，所述的耐压测试过程中，待测仪器的执行动作监控和力传感器输出信号可通过高压罐中的水密接插头输出到罐外进行实时监测，同时待测仪器的姿态通过罐内的水下摄像头进行监测。
与现有技术相比，本发明的用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置及测试方法具有以下有益效果：
1、可实现水下仪器的承拉与耐压双工况同时测试，可以更真实地模拟海洋水下工作环境。
2、结构紧凑，整体外形为细长型，可满足现有拉力试验机和高压罐对测量试件的外形要求。
3、强度高，可满足数十兆帕压力和数吨拉力的耐高压、抗高拉工况要求，适用于深海水下仪器的环境可靠性测试。
4、可单独进行拉力保载试验，也可进行承压耐压双工况试验。
附图说明
图1为本发明实施例的用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
本发明的用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置，如图1所示，主要有两根承力丝杆6、上端盖2、下端盖9、力传感器10组成。上端盖2和下端盖9分别套装在两根丝杆6的两端，并在上端盖2及下端盖9的上下两侧分别用螺母3固定。在上端盖2和下端盖9之间设有用于连接待测仪器的安装组件，包括设置在上端盖2下表面的销孔、上连接螺栓4，下连接螺栓8和卸扣7。下连接螺栓8的下部为螺纹柱，螺纹柱的上端为连接环。下连接螺栓8与下端盖9螺纹连接，并将力传感器10固定在下端盖9的上表面。
在本发明的一些实施例中，为了便于连接拉力试验机，需要在上端盖和下端盖上设置连接部件，优选的方案是在上端盖2的上表面及下端盖9的下表面分别设有上拉环1和下拉环11。试验时，拉力试验机分别与上拉环1和下拉环11连接固定，对装置进行拉力加载。
在本发明的一些实施例中，为了满足数吨拉力下的仪器保载性能要求，在上端盖2的上表面设有十字加强筋版12，在下端盖9的上表面设有平行加强筋版13。
本发明实施例的装置，主要受力部件为八个螺母3、两根承力丝杠6以及上端盖2和下端盖9。根据不同类型水下设备抗拉性能的要求，可通过更换承力丝杠6和螺母3来调节该装置的测试范围。
本发明的另一个实施例是提供一种水下仪器承拉耐压性能的测试方法，具体步骤如下：
首先将水下仪器设备5通过上连接螺栓4与上顶盖2上的销孔连接，同时将承力丝杠6上段通过四个定位受力螺母3与上端盖2进行连接，将水下仪器设备5下端通过卸扣7与下连接螺栓8进行连接，再将下连接螺拴8、力传感器10及上端盖9进行连接，通过下连接螺栓8和下端盖螺纹连接将力传感器10固定于下端盖9上，将承力丝杠6下段通过四个定位受力螺母3与下端盖9进行连接。
组装完成后，将整个装置通过上吊环1及下吊环11与拉力试验机进行连接，同时将承力丝杆6下段的四个定位受力螺母3进行加固拧紧，上段四个定位受力螺母3保持松弛状态，上下两侧的螺母与上端盖2之间各保持一定距离。
用拉力试验机进行拉力加载，待拉力加载到设定值后，通过观察力传感器10上的数值来观察确定水下仪器设备5所承受的拉力值，分别拧动上端盖2下侧两个定位受力螺母3，以增加水下仪器设备5所承受的拉力值，观察力传感器上10的拉力值，直至拉力值达到额定拉力值时，停止拧动上端盖2下侧两个定位受力螺母3，此时将上顶盖2上侧两个定位受力螺母3拧紧。
其次将整个装置从拉力试验机上取下，静置48小时，观察力传感器10上的拉力值是否发生变化，保证力传感器10上的数值始终达到水下仪器设备的额定拉力。
最后将整个装置在承受该额定拉力的情况下放置到打压设备中，将打压设备的压力值调整为水下仪器设备设计时所需的额定压力值，将整个装置在该压力下保持48小时，观察打压装置压力表上的压力值是否发生变化，若压力值无变化时，48小时后取出，静置2小时，通过力传感器10观察水下仪器设备的拉力值是否发生变化。
至此完成水下仪器设备在承拉耐压测试试验的整个过程，该测试方法可以实现水下仪器设备在同时满足耐压及承拉两个状态下的测试任务，测试水下仪器在真实承拉耐压工作状态下的工作性能。
Claims (9)
1.一种用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置，其特征在于：包括两个承力丝杠；所述承力丝杠的两端安装有上端盖和下端盖；所述上端盖与下端盖之间设有用于连接待测仪器的安装组件；所述安装组件连接力传感器。
2.根据权利要求1所述的用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置，其特征在于：所述的安装组件包括设置在所述上端盖下表面上的销孔、上连接螺栓、固定在所述下端盖上表面的下连接螺栓、卸扣。
3.根据权利要求1所述的用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置，其特征在于：所述的上端盖或下端盖的上下两侧分别通过螺母固定。
4.根据权利要求1所述的用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置，其特征在于：所述上端盖和下端盖上设有连接拉力试验机的连接部件。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于水下仪器承拉耐压性能的测量装置，其特征在于：所述的上端盖或下端盖上设有加强筋板。
6.一种水下仪器承拉耐压性能的测试方法，包括：
待测仪器安装到测试装置上后，利用拉力试验机对该装置进行拉力加载，同时通过装置上连接的力传感器实时监测拉力加载数值；
在拉力达到预定数值后，将上端盖上下两侧的螺母拧紧来实现拉力保持；
在从拉力试验机上拆卸后，通过该装置上的力传感器实时监测拉力数值变化情况；
在保载状态下确认拉力满足试验要求后，将该装置整体放置于打压设备中进行耐压试验。
7.根据权利要求6所述的水下仪器承拉耐压性能的测试方法，其特征在于：拉力试验的拉力保载时间为48小时或根据承拉试验要求设置。
8.根据权利要求6所述的水下仪器承拉耐压性能的测试方法，其特征在于：耐压试验的测试时间为48小时或根据耐压试验要求设置。
9.根据权利要求6-8任一项所述的水下仪器承拉耐压性能的测试方法，其特征在于：所述的耐压测试过程中，待测仪器的执行动作监控和力传感器输出信号通过高压罐中的水密接插头输出到罐外进行实时监测，同时待测仪器的姿态通过罐内的水下摄像头进行监测。
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