專利名稱：一種水深測(cè)量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水深測(cè)量傳感器。
背景技術(shù)：
水深測(cè)量可以通過(guò)壓力測(cè)量來(lái)獲得，要想既能夠測(cè)量出深海環(huán)境下的深水所對(duì)應(yīng)的大壓力，又能夠測(cè)量出微小的水深變化所對(duì)應(yīng)的微小壓力變化，是一個(gè)難以解決的問(wèn)題， 目前尚缺少新的方法和理論，傳統(tǒng)的壓力測(cè)量方法還無(wú)法解決大量程和高絕對(duì)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(lái)測(cè)量壓力，由于活塞的摩擦阻力問(wèn)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(guò)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，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決大量程和高絕對(duì)精度之間矛盾，且可靠、易于控制的水深測(cè)量傳感器和壓力測(cè)量方法，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(cè)量。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案一種水深測(cè)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(cè)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)。本發(fā)明的結(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，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、采用控制電機(jī)來(lái)主動(dòng)調(diào)節(jié)傳感器的內(nèi)外壓力差，使壓力循環(huán)內(nèi)終點(diǎn)時(shí)傳感器上的壓力回歸到零，從而避免了摩擦阻力難以控制的問(wèn)題。2、通過(guò)控制電機(jī)來(lái)主動(dòng)調(diào)節(jié)傳感器的內(nèi)外壓力差，不斷使不同壓力循環(huán)內(nèi)終點(diǎn)時(shí)傳感器上的壓力回歸到零，這樣，小量程壓力傳感器便能夠采用壓力累加的方法獲得大水深的壓力值。3、采用小量程壓力傳感器可以獲得較高的壓力測(cè)量靈敏度和水深測(cè)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，從而較好地使得壓力循環(huán)內(nèi)終點(diǎn)時(shí)傳感器上的壓力回歸到零。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1壓力傳感器，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(guò)具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的水深測(cè)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1，在壓力傳感器1非測(cè)壓一端的機(jī)架上固設(shè)有缸體2，缸體2的內(nèi)腔與壓力傳感器1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10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)改變壓力傳感器的內(nèi)外壓力差。本發(fā)明使用方法在初始?jí)毫ρh(huán)內(nèi)，從初始水深開(kāi)始，此刻水深測(cè)量傳感器上的壓力傳感器測(cè)得的壓力值稱作壓力循環(huán)內(nèi)的初始?jí)毫ΓS著水深的增大，壓力傳感器測(cè)得的壓力值增大，當(dāng)水深增大到一定值時(shí)，壓力傳感器的測(cè)量值達(dá)到規(guī)定的最大值，此刻壓力傳感器測(cè)得的壓力值稱作壓力循環(huán)內(nèi)的終點(diǎn)壓力；當(dāng)壓力傳感器測(cè)得的壓力達(dá)到終點(diǎn)壓力時(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)，使壓力傳感器的內(nèi)部與缸體間的空腔內(nèi)的流體體積壓縮，增大傳感器內(nèi)部的流體壓力，減小傳感器內(nèi)部和外部的壓力差值；根據(jù)傳感器內(nèi)部流體的體積、體積彈性模量、活塞的截面積和壓力傳感器上的壓力值計(jì)算出活塞移動(dòng)的位移，使得壓力傳感器上測(cè)得的壓力回到零點(diǎn)，然后立即讓控制電機(jī)停止工作；接著， 開(kāi)始新的壓力循環(huán)，壓力傳感器顯示的零點(diǎn)壓力就是新的壓力循環(huán)的初始?jí)毫?，隨著水深增大，壓力傳感器上的壓力又增大，直至最大值，此刻壓力傳感器測(cè)得的壓力為該壓力循環(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，壓力增大，使傳感器達(dá)到內(nèi)外壓力差值減小，直到壓力傳感器上測(cè)得的壓力再次回到零點(diǎn)，再次即刻讓控制電機(jī)停止工作；如此反復(fù)，隨著水深的增大，壓力傳感器上的壓力不斷由零點(diǎn)增大直至最大值，然后再主動(dòng)讓其回到零點(diǎn)，再由零點(diǎn)又增大直至最大值；最終水深的壓力就等于每次壓力循環(huán)的終點(diǎn)壓力減去初始?jí)毫Φ玫降膲毫Σ钪档睦奂雍?，再加上最后的壓力傳感器上顯示的壓力值減去最后的初始?jí)毫λ玫膲毫Σ钪怠?br> 權(quán)利要求
1.一種水深測(cè)量傳感器，其特征在于包括機(jī)架以及固設(shè)在機(jī)架頂部的壓力傳感器(1)，在所述壓力傳感器(1)非測(cè)壓一端的機(jī)架上固設(shè)有缸體O)，所述缸體O)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(6)，所述活塞的活塞桿C3)的底端外壁固設(shè)有導(dǎo)向法蘭 G)，所述導(dǎo)向法蘭以所述機(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( 上下運(yùn)行的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水深測(cè)量傳感器，其特征在于，所述活塞桿C3)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(10)的底端與所述聯(lián)軸器(10)固聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水深測(cè)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(cè)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)。本發(fā)明的水深測(cè)量傳感器能夠解決大量程和高絕對(duì)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(cè)量。
文檔編號(hào)G01F23/14GK102519544SQ20111043663
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)