CN209765877U - 多参数海洋环境模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及海洋环境模拟领域，尤其是一种多参数海洋环境模拟装置。一种多参数海洋环境模拟装置，其中，包括用于放置测试设备的压力容器、造流系统、导流系统和振动系统，所述压力容器的侧壁上设有用于输出测试设备电信号的电缆引出接头和用于输出测试设备光信号的光纤引出接头，造流系统和导流系统设置在压力容器内，振动系统设置在压力容器的底部外侧，所述压力容器与压力可调的高压水泵连接；所述振动系统包括振动台，振动台与压力容器的底部连接，所述造流系统包括轴向造流器和流速测试传感器，轴向造流器设置在压力容器的底部，所述流速测试传感器位于测试设备的下方。为环境观测系统的实验室测试阶段提供一种新型模拟技术。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋环境模拟领域，尤其是一种多参数海洋环境模拟装置。
背景技术
海洋开发过程中，海洋环境监测是研究和发展海洋技术的重要环节，如海洋水文观测的温盐深观测，采用CTD剖面仪(Conductivity-Temperature-Depth profiler)可精确测得水下不同深度上海水的温度和电导率参数，进而能够推算出海水盐度、密度、声速等相关信息，对于海洋经济开发、海上国防建设、海洋环境保护等都具有非常重要的意义。现阶段新型的测试技术正在迅速发展，拖曳式光学测量系统、拖曳式电学测量系统将海洋生物学、光学、化学等要素纳入到测量范畴，向着多传感器综合测量方向发展。
拖曳工况下，传感器会受到拖曳运动、水深、温度和振动等因素对传感器的动态影响，与静态环境测试相比，会产生较大的变化。拖曳工况会对传感器的工作状态、测量范围、精度和漂移都会产生影响，研究拖曳工况对传感器测试精度、稳定性和可靠性的影响，提高拖曳工况下测量系统的海洋环境适应性，是研制海洋传感器的亟待解决的关键问题。
在观测系统的研发过程中，为研究上述因素对测试结果的影响，实验室环境模拟试验是可靠的研究方法，通过室内海洋环境试验装置可再现海洋环境,验证海洋监测仪器设备的技术指标和环境适应性。在设备研制的初期阶段通过模拟不同因素的影响大小，能够为设备的定型，性能参数指标的确定提供重要支撑。现阶段的室内模拟试验只能解决水流、运动、振动、水深等参数的一个或者两个，因此需要进行较多的模拟试验，才能确定各个因素的影响大小。但测试设备在实际工作状态下同时受到上述多因素的共同作用，单个因素模拟难以精确评估整个系统的稳定性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种多参数海洋环境模拟装置，为环境观测系统的实验室测试阶段提供一种新型模拟技术。
本实用新型的技术方案是：一种多参数海洋环境模拟装置，其中，包括用于放置测试设备的压力容器、造流系统、导流系统和振动系统，所述压力容器的侧壁上设有用于输出测试设备电信号的电缆引出接头和用于输出测试设备光信号的光纤引出接头，造流系统和导流系统设置在压力容器内，振动系统设置在压力容器的底部外侧，所述压力容器与压力可调的高压水泵连接；
所述振动系统包括振动台，振动台与压力容器的底部连接，所述造流系统包括轴向造流器和流速测试传感器，轴向造流器设置在压力容器的底部，所述流速测试传感器位于测试设备的下方；
所述导流系统包括导流栅格和导流壁，导流栅格位于轴向造流器的上方，导流栅格与压力容器的底部固定连接，导流栅格包括数个水流通道，导流栅格的顶部表面固定有筒状的导流壁，导流壁的外壁与压力容器的内壁之间存在环形的间隙。
本实用新型中，还可以包括控制系统，控制系统分别与造流系统和振动系统连接。通过控制系统来调节轴向造流器的转速，从而使造流装置生成不同的流速。设定不同的振动条件后，控制系统控制电磁或液压激振器振动，从而实现振动系统振动条件的模拟。
所述轴向造流器包括叶片和与叶片中心固定连接的中心转轴，中心转轴转动过程中带动叶片旋转。叶片旋转速度不同，会使压力容器内的水产生不同的流速。
所述压力容器的顶部设有摄像头，该摄像头为高压防水摄像头。能够直观地显示传感器在该模拟装置内的姿态及运动情况，为传感器的研发提供重要参考。
本实用新型的有益效果是：
(1)通过高压水泵调节压力容器内的压力大小，能够实现不同水深对测试设备影响的模拟；
(2)通过调节造流装置能够生成不同的流速，经导流格栅后形成相对均匀的循环流场，可模拟拖曳环境下的相对运动对测试设备的影响；
(3)通过设定振动台不同的振动条件实现测试设备振动环境的模拟，可确定测试设备在自身振动条件下测试指标的稳定性；
(4)设置高压防水摄像头，能够直观的显示测试设备在模拟装置内的姿态及运动情况，为测试设备的研发提供重要参考。
(5)设置电缆或者光缆接口，能够实现电学测量系统和光学测量系统的模拟试验。
综上所述，该装置实现了海洋测试设备的压力、海流、振动环境参数模拟，通过对环境干扰因素的逐项和组合测试，分析影响海洋测试设备的环境因素，评估海洋测试设备的抗干扰性能，对海洋测试设备的设计进行针对性改进，为整个测试设备的完善提供参考，并为现场海试提供前期验证。
附图说明
图1是本申请的结构示意图；
图2是轴向造流器的结构示意图。
图中：1电缆引出接头；2压力容器；3流速测试传感器；4造流系统；5振动台；6导流栅格；7导流壁；8传感器；9光纤引出接头；10叶片；11中心转轴；12摄像头；13支撑弹簧；14激振器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型所述的多参数海洋环境模拟装置包括压力容器2、造流系统4、导流系统和振动系统，海洋测试设备放置在压力容器2内，本实施例中的海洋测试设备采用传感器8。压力容器2的侧壁上设有电缆引出接头1和光纤引出接头9，其中电缆引出接头1 用于输出传感器的电信号，光纤引出接头9用于输出传感器的光信号。造流系统4和导流系统设置在压力容器2内，振动系统设置在压力容器2的底部外侧。压力容器2的顶部设有摄像头12，该摄像头为高压防水摄像头，能够直观地显示传感器在该模拟装置内的姿态及运动情况，为传感器的研发提供重要参考。压力容器2与外部的高压水泵连接，通过高压水泵调节压力容器内的压力大小，实现不同水深对传感器影响的模拟。
振动系统包括振动台5，振动台5与压力容器2的底部连接，通过电磁或者液压激振方式，使振动台5振动，从而带动上部试验装置振动，实现了传感器振动环境影响的模拟，从而确定传感器在自身振动条件下测试指标的稳定性。振动台5通过其下方的支撑弹簧13和激振器14实现了振动台的振动。
造流系统4包括轴向造流器和流速测试传感器3，轴向造流器设置在压力容器2的底部，如图2所示，轴向造流器包括叶片10和与叶片10中心固定连接的中心转轴11，中心转轴11 转动过程中带动叶片10旋转，叶片10旋转速度不同，会使压力容器内的水产生不同的流速，流速测试传感器3位于传感器8的下方，其用于检测压力容器2内水流的流速。
导流系统包括导流栅格6和导流壁7，导流栅格6位于轴向造流器的上方，导流栅格6 与压力容器2的底部固定连接，导流栅格6包括多个液体通道，经过造流系统得到的不同流速的水流，经导流格栅后形成相对均匀的循环流场，可模拟拖曳环境下的相对运动对传感器的影响。导流栅格6的顶部表面固定有筒状的导流壁7，导流壁7的外壁与压力容器2的内壁之间存在环形的间隙，通过该间隙对压力容器内的水流进行导向，即在轴向造流器的作用下，水流从压力容器的底部流动至压力容器的顶部，然后沿着导流壁7与压力容器2之间的间隙再次流至压力容器的底部，并重复上述循环过程。
本实用新型还包括控制系统，控制系统分别与造流系统和振动系统连接，通过控制系统来调节轴向造流器的转速，从而使造流装置生成不同的流速。设定不同的振动条件后，控制系统控制电磁或液压激振器振动，从而实现振动系统振动条件的模拟。
本实用新型通过调节压力容器内的压力实现不同深度海洋压力模拟，通过造流控制系统实现作用在海洋测试设备的流速模拟，通过外部振动台实现海洋测试设备收到的外部振动环境模拟。综上所述，该多参数海洋环境模拟装置实现海洋测试设备的压力、海流、振动环境参数模拟，为海洋设备室内综合试验研究提供可行方法。
以上参考了优选实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型的保护范围并不限制于此，在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，且不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。因此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种多参数海洋环境模拟装置，其特征在于：包括用于放置测试设备的压力容器(2)、造流系统(4)、导流系统和振动系统，所述压力容器(2)的侧壁上设有用于输出测试设备电信号的电缆引出接头(1)和用于输出测试设备光信号的光纤引出接头(9)，造流系统(4)和导流系统设置在压力容器(2)内，振动系统设置在压力容器(2)的底部外侧，所述压力容器(2)与压力可调的高压水泵连接；
所述振动系统包括振动台(5)，振动台(5)与压力容器(2)的底部连接，所述造流系统(4)包括可调速轴向造流器和流速测试传感器(3)，轴向造流器设置在压力容器(2)的底部，所述流速测试传感器(3)位于测试设备的下方；
所述导流系统包括导流栅格(6)和导流壁(7)，导流栅格(6)位于轴向造流器的上方，导流栅格(6)与压力容器(2)的底部固定连接，导流栅格(6)包括数个水流通道，导流栅格(6)的顶部表面固定有筒状的导流壁(7)，导流壁(7)的外壁与压力容器(2)的内壁之间存在环形的间隙。
2.根据权利要求1所述的多参数海洋环境模拟装置，其特征在于：还可以包括控制系统，控制系统分别与造流系统和振动系统连接。
3.根据权利要求1所述的多参数海洋环境模拟装置，其特征在于：所述轴向造流器包括叶片(10)和与叶片(10)中心固定连接的中心转轴(11)，中心转轴(11)转动过程中带动叶片(10)旋转。
4.根据权利要求1所述的多参数海洋环境模拟装置，其特征在于：所述压力容器(2)的顶部设有摄像头(12)，该摄像头为高压防水摄像头。
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| CN201821536185.8U CN209765877U (zh) | 2018-09-17 | 2018-09-17 | 多参数海洋环境模拟装置 |
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Publications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111445771A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-24 | 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) | 海底洋流模拟装置及其控制方法 |
| CN113237630A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-10 | 中天科技海缆股份有限公司 | 试验环境模拟装置及试验环境模拟方法 |
| CN115132050A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-09-30 | 浙江大学 | 一种模拟海洋环境的观测实验教学装置 |
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