專利名稱：一種水深測量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種水深測量傳感器。
技術(shù)背景水深測量可以通過壓カ測量來獲得，要想既能夠測量出深海環(huán)境下的深水所對應(yīng)的大壓力，又能夠測量出微小的水深變化所對應(yīng)的微小壓カ變化，是ー個(gè)難以解決的問題，目前尚缺少新的方法和理論，傳統(tǒng)的壓カ測量方法還無法解決大量程和高絕對精度之間的矛盾。已授權(quán)的專利ZL200510094696. X，利用隨著水深增加活塞在缸體中的爬行運(yùn)動(dòng)來測量壓力，由于活塞的摩擦阻力問題較為復(fù)雜，爬行運(yùn)動(dòng)難以準(zhǔn)確分析、計(jì)算和控制，所以難以通過累加的方式獲得最終的水深值。 發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供ー種能夠解決大量程和高絕對精度之間矛盾，且可靠、易于控制的水深測量傳感器和壓カ測量方法，滿足深海環(huán)境下的深水大壓カ和微小水壓變化的精確測量。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案ー種水深測量傳感器，包括機(jī)架以及固設(shè)在機(jī)架頂部的壓カ傳感器，在所述壓カ傳感器非測壓一端的機(jī)架上固設(shè)有缸體，所述缸體的內(nèi)腔與所述壓カ傳感器的內(nèi)部連通；所述缸體的底部設(shè)有活塞，所述活塞的活塞桿的底端外壁固設(shè)于有導(dǎo)向法蘭，所述導(dǎo)向法蘭以所述機(jī)架的立柱為導(dǎo)軌；所述機(jī)架的底部設(shè)有帶動(dòng)所述活塞桿上下運(yùn)行的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述活塞桿的下段中空并設(shè)有內(nèi)螺紋，所述機(jī)架的底部設(shè)有與所述內(nèi)螺紋匹配的絲杠，機(jī)架的底部還設(shè)有控制電機(jī)、減速機(jī)及聯(lián)軸器，所述絲杠的底端與所述聯(lián)軸器固聯(lián)。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在I、采用控制電機(jī)來主動(dòng)調(diào)節(jié)傳感器的內(nèi)外壓カ差，使壓カ循環(huán)內(nèi)終點(diǎn)時(shí)傳感器上的壓カ回歸到零，從而避免了摩擦阻力難以控制的問題。2、通過控制電機(jī)來主動(dòng)調(diào)節(jié)傳感器的內(nèi)外壓カ差，不斷使不同壓カ循環(huán)內(nèi)終點(diǎn)時(shí)傳感器上的壓カ回歸到零，這樣，小量程壓カ傳感器便能夠采用壓カ累加的方法獲得大水深的壓カ值。3、采用小量程壓カ傳感器可以獲得較高的壓カ測量靈敏度和水深測量靈敏度。4、采用控制電機(jī)、減速器和螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以精確、方便地控制活塞移動(dòng)的位移大小，從而較好地使得壓カ循環(huán)內(nèi)終點(diǎn)時(shí)傳感器上的壓カ回歸到零。

[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號1壓カ傳感器，2缸體,3活塞桿,4導(dǎo)向法蘭,5立柱,6活塞,7絲杠,8控制電機(jī)，9減速機(jī)，10聯(lián)軸器。以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見圖I，本實(shí)施例的水深測量傳感器，包括機(jī)架以及固設(shè)在機(jī)架頂部的壓カ傳感器1，在壓カ傳感器I非測壓一端的機(jī)架上固設(shè)有缸體2，缸體2的內(nèi)腔與壓カ傳感器I的內(nèi)部連通，在缸體2的底部設(shè)有活塞6，活塞6與缸體2的內(nèi)壁之間密封,活塞的活塞桿3的底端外壁固設(shè)于有導(dǎo)向法蘭4,導(dǎo)向法蘭4以機(jī)架的立柱5為導(dǎo)軌；具體設(shè)置中，活塞桿3的下段中空并設(shè)有內(nèi)螺紋，機(jī)架的底部設(shè)有與內(nèi)螺紋匹配的絲杠7，機(jī)架的底部還設(shè)有控制電機(jī)8、減速機(jī)9及聯(lián)軸器10，絲杠7的底端與聯(lián)軸器10固聯(lián)。絲杠由電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí),絲杠只轉(zhuǎn)動(dòng)并不上下移動(dòng)，因此絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)活塞桿上下位移，從而帶動(dòng)活塞在缸體內(nèi)上下移動(dòng)改變壓カ傳感器的內(nèi)外壓カ差。 本實(shí)用新型使用方法在初始壓カ循環(huán)內(nèi)，從初始水深開始，此刻水深測量傳感器上的壓カ傳感器測得的壓カ值稱作壓カ循環(huán)內(nèi)的初始壓力，隨著水深的増大，壓カ傳感器測得的壓カ值増大，當(dāng)水深増大到一定值時(shí)，壓カ傳感器的測量值達(dá)到規(guī)定的最大值，此刻壓カ傳感器測得的壓カ值稱作壓カ循環(huán)內(nèi)的終點(diǎn)壓力；當(dāng)壓カ傳感器測得的壓カ達(dá)到終點(diǎn)壓カ時(shí)，立即主動(dòng)讓控制電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠帶動(dòng)活塞移動(dòng)，使壓カ傳感器的內(nèi)部與缸體間的空腔內(nèi)的流體體積壓縮，増大傳感器內(nèi)部的流體壓力，減小傳感器內(nèi)部和外部的壓カ差值；根據(jù)傳感器內(nèi)部流體的體積、體積彈性模量、活塞的截面積和壓カ傳感器上的壓カ值計(jì)算出活塞移動(dòng)的位移，使得壓カ傳感器上測得的壓カ回到零點(diǎn)，然后立即讓控制電機(jī)停止工作；接著，開始新的壓カ循環(huán)，壓カ傳感器顯示的零點(diǎn)壓カ就是新的壓カ循環(huán)的初始壓力，隨著水深増大，壓カ傳感器上的壓カ又増大，直至最大值，此刻壓カ傳感器測得的壓カ為該壓カ循環(huán)內(nèi)的終點(diǎn)壓力，再次立即主動(dòng)讓控制電機(jī)帶動(dòng)活塞移動(dòng)，使傳感器內(nèi)流體體積壓縮，壓カ增大，使傳感器達(dá)到內(nèi)外壓カ差值減小，直到壓カ傳感器上測得的壓カ再次回到零點(diǎn)，再次即刻讓控制電機(jī)停止工作；如此反復(fù)，隨著水深的増大，壓カ傳感器上的壓カ不斷由零點(diǎn)増大直至最大值，然后再主動(dòng)讓其回到零點(diǎn)，再由零點(diǎn)又増大直至最大值；最終水深的壓カ就等于每次壓カ循環(huán)的終點(diǎn)壓カ減去初始壓カ得到的壓カ差值的累加和，再加上最后的壓カ傳感器上顯示的壓カ值減去最后的初始壓カ所得的壓カ差值。
權(quán)利要求1.ー種水深測量傳感器，其特征在于包括 機(jī)架以及固設(shè)在機(jī)架頂部的壓カ傳感器(I)，在所述壓カ傳感器(I)非測壓一端的機(jī)架上固設(shè)有缸體(2)，所述缸體(2)的內(nèi)腔與所述壓カ傳感器的內(nèi)部連通； 所述缸體(2)的底部設(shè)有活塞出)，所述活塞的活塞桿(3)的底端外壁固設(shè)有導(dǎo)向法蘭(4)，所述導(dǎo)向法蘭(4)以所述機(jī)架的立柱(5)為導(dǎo)軌； 所述機(jī)架的底部設(shè)有帶動(dòng)所述活塞桿(3)上下運(yùn)行的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種水深測量傳感器，其特征在于，所述活塞桿(3)的下段中空并設(shè)有內(nèi)螺紋，所述機(jī)架的底部設(shè)有與所述內(nèi)螺紋匹配的絲杠(7)，機(jī)架的底部還設(shè)有控制電機(jī)(8)、減速機(jī)(9)及聯(lián)軸器(10)，所述絲杠(7)的底端與所述聯(lián)軸器(10)固聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水深測量傳感器，包括機(jī)架以及固設(shè)在機(jī)架頂部的壓力傳感器，在所述壓力傳感器非測壓一端的機(jī)架上固設(shè)有缸體，所述缸體的內(nèi)腔與所述壓力傳感器的內(nèi)部連通；所述缸體的底部設(shè)有活塞，所述活塞的活塞桿的底端外壁固設(shè)于有導(dǎo)向法蘭，所述導(dǎo)向法蘭以所述機(jī)架的立柱為導(dǎo)軌；所述機(jī)架的底部設(shè)有帶動(dòng)所述活塞桿上下運(yùn)行的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的水深測量傳感器能夠解決大量程和高絕對精度之間矛盾，且可靠、易于控制，滿足深海環(huán)境下的深水大壓力和微小水壓變化的精確測量。
文檔編號G01B13/14GK202393449SQ20112054598
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者劉正士, 劉煥進(jìn), 揭得算, 畢榮, 王勇, 陳品 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)