專(zhuān)利名稱(chēng):一種用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種傳感器,特別涉及一種在深海環(huán)境下測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置。
背景技術(shù):
在對(duì)深海構(gòu)件進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí),靜態(tài)壓力和動(dòng)態(tài)壓力的數(shù)值是很重要的參數(shù),這些參數(shù)是監(jiān)測(cè)海洋狀態(tài),尤其是對(duì)深海構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)測(cè)的重要依據(jù),因此,如何得到深海中精確的動(dòng)態(tài)壓力和靜態(tài)壓力參數(shù)是對(duì)深海構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)測(cè)的成敗關(guān)鍵。以往的做法是直接測(cè)量的方法,首先將一只傳感器直接放入深海中進(jìn)行測(cè)量,然后再通過(guò)濾波來(lái)計(jì)算出動(dòng)態(tài)壓力參數(shù)和靜態(tài)壓力參數(shù)的數(shù)值。這種方法顯然會(huì)帶來(lái)很大的測(cè)量誤差,尤其當(dāng)動(dòng)態(tài)壓力參數(shù)與靜態(tài)壓力參數(shù)比較是小量時(shí),動(dòng)態(tài)壓力參數(shù)的誤差就會(huì)更大。另外,由于這種測(cè)量方法是將壓力傳感器直接暴露在海水中,很容易產(chǎn)生漏電、被海水腐蝕等情況,使傳感器損壞,而無(wú)法進(jìn)行正常的測(cè)量工作。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本發(fā)明的目的是提供一種可在深海測(cè)量點(diǎn)同時(shí)精確測(cè)量靜態(tài)壓力參數(shù)和動(dòng)態(tài)壓力參數(shù)的組合傳感器裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置包括一個(gè)腔體,腔體內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器,其側(cè)壁上設(shè)置有壓差傳感器,腔體內(nèi)還設(shè)置有壓力平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
進(jìn)一步地,所述壓力平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置為一具有良好延展性的柔性膜,該柔性膜周邊與所述腔體內(nèi)表面氣密固定,所述腔體內(nèi)部空間被所述柔性膜隔成壓力配平艙和壓力測(cè)量艙,所述壓差傳感器和壓力傳感器位于壓力測(cè)量艙,與壓力配平艙相對(duì)應(yīng)的腔體壁上設(shè)置有具有適當(dāng)孔徑的開(kāi)口,通過(guò)該開(kāi)口壓力配平艙與外界連通。
進(jìn)一步地,所述壓力測(cè)量艙內(nèi)距所述柔性膜適當(dāng)距離還設(shè)置有隔網(wǎng)或其上帶有若干個(gè)小通孔的隔板,該隔網(wǎng)或隔板周邊與所述腔體壁相固定,通過(guò)該隔網(wǎng)或隔板將所述柔性膜的變形限定在一定范圍內(nèi)。
進(jìn)一步地,所述壓力配平艙的開(kāi)口上還安裝有具有適當(dāng)內(nèi)徑的管,腔體外的海水通過(guò)該管以適當(dāng)速度流進(jìn)所述壓力配平艙中。
進(jìn)一步地,所述壓力平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置為一由具有良好延展性的柔性材料制成的囊,該囊與所述腔體壁上設(shè)置的開(kāi)口氣密連接,并通過(guò)該開(kāi)口與腔體外界連通。
進(jìn)一步地,所述腔體內(nèi)距所述柔性囊適當(dāng)距離處還設(shè)置有隔網(wǎng)或其上帶有若干個(gè)小通孔的隔板,該隔網(wǎng)或隔板周邊與所述腔體壁相固定,通過(guò)該隔網(wǎng)或隔板將所述柔性囊的變形限定在一定范圍內(nèi)。
進(jìn)一步地,所述腔體壁上與所述柔性囊連通的開(kāi)口上還安裝有具有適當(dāng)內(nèi)徑的管,腔體外的海水通過(guò)該管以適當(dāng)速度流進(jìn)所述柔性囊中。
由于本發(fā)明將壓力傳感器設(shè)置在測(cè)量艙內(nèi),不接觸海水,并且工作時(shí)將深海壓力分成動(dòng)態(tài)壓力和靜態(tài)壓力后分別測(cè)量,因而不但大大地提高了測(cè)量精度,而且消除了現(xiàn)有傳感器海水腐蝕浸泡所存在的工作可靠性差,容易損壞等缺陷。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例一如圖1所示,本發(fā)明一種用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置包括一個(gè)腔體1,腔體1內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器8,腔體1側(cè)壁上設(shè)置有壓差傳感器4,壓力傳感器8和壓差傳感器4的引線3從腔體1側(cè)壁上設(shè)置的孔2引出,并與孔2氣密固定,腔體1內(nèi)部設(shè)置的橡膠隔膜6將腔體1內(nèi)部的空間隔成壓力配平艙10和壓力測(cè)量艙9,壓力傳感器8與壓差傳感器4則位于壓力測(cè)量艙9內(nèi),所述壓力測(cè)量艙9內(nèi)還設(shè)置有一其上帶有若干個(gè)小通孔(圖中未示出)的隔板5,與所述壓力配平艙10相對(duì)應(yīng)的腔體1壁上設(shè)置有具有適當(dāng)孔徑的通口,并且該通孔上連接有內(nèi)徑較小的管道7,通過(guò)該管道7使壓力配平艙10與腔體1外界連通。
在工作時(shí),將本裝置放入預(yù)定深度的海水中后,海水通過(guò)管道7緩慢流入壓力配平艙10內(nèi),隨著海水的進(jìn)入,隔膜6在海水的作用下向壓力測(cè)量艙9一側(cè)延展,隔膜6上下兩艙的壓力差逐漸減小,直至趨于平衡。當(dāng)進(jìn)入平穩(wěn)工作狀態(tài)后,壓力傳感器8實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力測(cè)量艙9內(nèi)的壓力,并將測(cè)量結(jié)果傳遞給相應(yīng)的處理裝置,此時(shí)得出的數(shù)據(jù)即為該海洋深度處海水的靜態(tài)壓力。同時(shí)壓差傳感器4實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力測(cè)量艙9與外界的壓力差,并將監(jiān)測(cè)結(jié)果傳遞給處理裝置,壓差傳感器4測(cè)量的結(jié)果則反映了該海洋深度處海水的動(dòng)態(tài)壓力。
在壓力測(cè)量艙9內(nèi)距離隔膜6適當(dāng)距離處設(shè)置隔板5后,其作用是既允許隔膜6可在一定范圍內(nèi)向壓力測(cè)量艙9一側(cè)延展,又限制其過(guò)度延展,以防止隔膜6在過(guò)大的壓差下遭到破壞,同時(shí)也防止了隔膜6在過(guò)度延展的情況下,對(duì)傳感器造成損壞。
隔板5也可由隔網(wǎng)代替。
實(shí)施例二圖2所示為本發(fā)明的第二種實(shí)施方式,在該實(shí)施例中,由橡膠制成的囊11代替了實(shí)施例一中的橡膠隔膜6,橡膠囊11的內(nèi)腔通過(guò)管道7與腔體1的外界連通。
在工作時(shí),將本裝置放入預(yù)定深度的海水中后,橡膠囊11在海水壓力的作用下向腔體1的內(nèi)部空間延展,隨著橡膠囊11的延展,腔體1內(nèi)外的壓力差逐漸減小,并最終達(dá)到平衡,當(dāng)進(jìn)入平穩(wěn)工作狀態(tài)后,便可對(duì)該海洋深度處的動(dòng)、靜態(tài)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),在本實(shí)施例中,同樣由壓力傳感器8監(jiān)測(cè)該點(diǎn)海洋深度處海水的靜態(tài)壓力,由壓差傳感器4監(jiān)測(cè)該點(diǎn)海洋深度處海水的動(dòng)態(tài)壓力。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置,其特征在于包括一個(gè)腔體,腔體內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器,其側(cè)壁上設(shè)置有壓差傳感器,腔體內(nèi)還設(shè)置有壓力平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
2.一種如權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置,其特征在于所述壓力平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置為一具有良好延展性的柔性膜,該柔性膜周邊與所述腔體內(nèi)表面氣密固定,所述腔體內(nèi)部空間被所述柔性膜隔成壓力配平艙和壓力測(cè)量艙,所述壓差傳感器和壓力傳感器位于壓力測(cè)量艙,與壓力配平艙相對(duì)應(yīng)的腔體壁上設(shè)置有具有適當(dāng)孔徑的開(kāi)口,通過(guò)該開(kāi)口壓力配平艙與外界連通。
3.一種如權(quán)利要求2所述的用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置,其特征在于所述壓力測(cè)量艙內(nèi)距所述柔性膜適當(dāng)距離還設(shè)置有隔網(wǎng)或其上帶有若干個(gè)小通孔的隔板,該隔網(wǎng)或隔板周邊與所述腔體壁相固定,通過(guò)該隔網(wǎng)或隔板將所述柔性膜的變形限定在一定范圍內(nèi)。
4.一種如權(quán)利要求2或3所述的用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置,其特征在于所述壓力配平艙的開(kāi)口上還安裝有具有適當(dāng)內(nèi)徑的管,腔體外的海水通過(guò)該管以適當(dāng)速度流進(jìn)壓力配平艙中。
5.一種如權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置,其特征在于所述壓力平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置為一由具有良好延展性的柔性材料制成的囊,該囊與所述腔體壁上設(shè)置的開(kāi)口氣密連接,并通過(guò)該開(kāi)口與腔體外界連通。
6.一種如權(quán)利要求5所述的用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置,其特征在于所述腔體內(nèi)距所述柔性囊適當(dāng)距離還設(shè)置有隔網(wǎng)或其上帶有若干個(gè)小通孔的隔板,該隔網(wǎng)或隔板周邊與所述腔體壁相固定,通過(guò)該隔網(wǎng)或隔板將所述柔性囊的變形限定在一定范圍內(nèi)。
7.一種如權(quán)利要求5或6所述的用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置,其特征在于所述腔體壁上與所述柔性囊連通的開(kāi)口上還安裝有具有適當(dāng)內(nèi)徑的管,腔體外的海水通過(guò)該管以適當(dāng)速度流進(jìn)所述柔性囊中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于測(cè)量深海動(dòng)、靜態(tài)壓力的組合傳感器裝置,該裝置包括一個(gè)腔體,腔體內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器,其側(cè)壁上設(shè)置有壓差傳感器,腔體內(nèi)還設(shè)置有壓力平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。由于本發(fā)明將壓力傳感器設(shè)置在測(cè)量艙內(nèi),不接觸海水,并且工作時(shí)將深海壓力分成動(dòng)態(tài)壓力和靜態(tài)壓力后分別測(cè)量,因而不但大大地提高了測(cè)量精度,而且消除了現(xiàn)有傳感器海水腐蝕浸泡所存在的工作可靠性差,容易損壞等缺陷。
文檔編號(hào)G01L7/00GK1540301SQ20031010224
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者時(shí)忠民, 丁樺, 李岐, 葉式穗 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所