中船重工某船艦設(shè)計(jì)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(jì)制作特定潛水器模型及實(shí)驗(yàn)配套設(shè)備,在某深水實(shí)驗(yàn)池開展模型受力試驗(yàn)。我司(上海耐創(chuàng)測(cè)試技術(shù)有限公司)為此設(shè)計(jì)研發(fā)的一款FC3R138T型防水三分力傳感器作為主要測(cè)試部件,在本項(xiàng)目中承擔(dān)結(jié)構(gòu)連接件及多維力測(cè)試任務(wù),以進(jìn)一步分析模型的多維受力圖譜,為該次試驗(yàn)的成功進(jìn)行提供了測(cè)量測(cè)試保障。
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(cè)試環(huán)境:常溫,淡水,深度80米(或0.8MPa壓力倉);
3)測(cè)試時(shí)間:系統(tǒng)調(diào)試完畢后在模擬的測(cè)試工況下,三軸力傳感器實(shí)時(shí)采集模型受力數(shù)據(jù),單次測(cè)試時(shí)間不少于30分鐘,并在在同一工況下循環(huán)測(cè)試直至獲得穩(wěn)定的試驗(yàn)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(hào)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(yàn)證
打壓測(cè)試
針對(duì)客戶的IP68+高等級(jí)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(jìn)行模擬耐壓測(cè)試。2023年8月設(shè)備在武漢浩瀚機(jī)電設(shè)備有限公司進(jìn)行交付前的打壓測(cè)試,過程及結(jié)果如下:
1)打壓過程中,兩臺(tái)三分力傳感器在壓力罐中的平均時(shí)間都超過1個(gè)小時(shí),其中保壓0.8MPa狀態(tài)的時(shí)間都超過30分鐘,傳感器零點(diǎn)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(gè)方向采集到的零點(diǎn)電壓值基本沒有變化,零點(diǎn)輸出穩(wěn)定;
3)打壓過程中,兩臺(tái)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(diǎn)輸出值基本沒有變化;垂直方向的零點(diǎn)值Fz,會(huì)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(diǎn)值也會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)固定值附近,這是由于壓力環(huán)境對(duì)傳感器本身的影響造成的,實(shí)際使用過程中,可以把穩(wěn)壓狀態(tài)下垂直方向的零點(diǎn)輸出作為實(shí)際零點(diǎn)值處理。
4)結(jié)果通過客戶的驗(yàn)收。
項(xiàng)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(yàn)中心正常使用,為客戶的科學(xué)試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)支撐。
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