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特制三分力傳感器用于潛水器模型深水受力試驗

更新時間:2024-04-15點擊次數(shù):751

特制三分力傳感器用于潛水器模型深水受力試驗

      中船重工某船艦設(shè)計研究所為深入直觀地研究深水無人潛水器模型在深水環(huán)境下暗涌、急流沖擊過程中的受力分析,專門設(shè)計制作特定潛水器模型及實驗配套設(shè)備,在某深水實驗池開展模型受力試驗。我司(上海耐創(chuàng)測試技術(shù)有限公司)為此設(shè)計研發(fā)的一款FC3R138T型防水三分力傳感器作為主要測試部件,在本項目中承擔(dān)結(jié)構(gòu)連接件及多維力測試任務(wù),以進一步分析模型的多維受力圖譜,為該次試驗的成功進行提供了測量測試保障。

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傳感器使用工況及技術(shù)要求

1)潛水器模型三方向受力范圍:水平向暗涌紊流沖擊力Fx,y=0-±30KN、垂直向自重水壓及暗涌沖擊力Fz=0-±60KN;

2)測試環(huán)境:常溫,淡水,深度80米(或0.8MPa壓力倉);

3)測試時間:系統(tǒng)調(diào)試完畢后在模擬的測試工況下,三軸力傳感器實時采集模型受力數(shù)據(jù),單次測試時間不少于30分鐘,并在在同一工況下循環(huán)測試直至獲得穩(wěn)定的試驗數(shù)據(jù);

4)傳感器配置上下轉(zhuǎn)接雙法蘭,與無人潛水器模型安裝連接,整體浸入深水中;

5)配套的多通道放大器與三軸力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被密封在水密艙內(nèi)特殊訂制的采集箱中,信號電纜接頭硫化處理做成水密接插件。

防水型三軸力傳感器的驗證

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打壓測試

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      針對客戶的IP68+高等級防水要求,我司將自主研發(fā)的2套防水FC3R138T三軸力傳感器在壓力倉進行模擬耐壓測試。2023年8月設(shè)備在武漢浩瀚機電設(shè)備有限公司進行交付前的打壓測試,過程及結(jié)果如下:

1)打壓過程中,兩臺三分力傳感器在壓力罐中的平均時間都超過1個小時,其中保壓0.8MPa狀態(tài)的時間都超過30分鐘,傳感器零點電壓值輸出穩(wěn)定,水密性能良好;

2)壓力罐加壓之前與泄壓之后,傳感器三個方向采集到的零點電壓值基本沒有變化,零點輸出穩(wěn)定;

3)打壓過程中,兩臺傳感器水平方向的力值Fx、Fy,隨著壓力罐中壓力的增加,零點輸出值基本沒有變化;垂直方向的零點值Fz,會隨著壓力罐中壓力的增加而增大,壓力值穩(wěn)定在0.8MPa之后,F(xiàn)z的零點值也會穩(wěn)定在一個固定值附近,這是由于壓力環(huán)境對傳感器本身的影響造成的,實際使用過程中,可以把穩(wěn)壓狀態(tài)下垂直方向的零點輸出作為實際零點值處理。

4)結(jié)果通過客戶的驗收。


項目交付

      目前,2套防水型三軸力傳感器已經(jīng)交付給終端客戶,在湖北恩施巴東縣水布埡鎮(zhèn)某水上試驗中心正常使用,為客戶的科學(xué)試驗提供數(shù)據(jù)支撐。

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