一种深海高压环境测力装置的制作方法

本发明测力装置的，尤其涉及一种深海高压环境测力装置。

背景技术：

1、深海环境是一种高水压、高盐腐蚀的环境，设备在深海作业时受到的背景压力值接近于其水深深度水压，比如，6000米深水处的压力接近60mpa。克服背景高水压影响的常规处理手段是利用带弹性活动件的充油腔体，使腔体内外压力通过弹性活动件(比如橡胶膜，活塞等)来达到平衡状态，但由于某些元器件非承高压结构，比如拉压测力传感器的测力桥电路和其腔体，比如采集电路电子元件电容等，这种传感器是无法直接在水下使用的。随着深海勘探、采矿活动日益频繁，深海静力触探的阻力测量，采矿车的矿物重量测量，原位剪切仪的扭力测量等等，都需要测力装置来满足作业需求，但由于这些传感器无法直接在水下使用，导致测力工作无法正常进行。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可在深海高压环境下测力的测力装置。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种深海高压环境测力装置，其特征在于：包括置于深海高压环境的耐压罐、受力轴、测力传感器、测力辅助件；所述耐压罐的上下两端分别开设有可与所述受力轴的上下两端紧密配合的通孔，所述受力轴的上下两端分别穿设两个通孔，所述受力轴上下两端的横截面积相等，所述测力辅助件位于所述耐压罐内并与所述受力轴固定，所述测力传感器的一端安装在所述耐压罐的上端或者下端，所述测力传感器的另一端与所述测力辅助件相抵接。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、待测力通过所述受力轴传导至所述测力传感器上。

6、所述耐压罐上的两个通孔上下对称。

7、所述耐压罐包括耐压筒和盖设在所述耐压筒上的端盖。

8、所述通孔与所述受力轴之间设有密封圈。

9、所述测力传感器为拉压传感器。

10、所述深海高压环境测力装置包括摩擦筒，所述耐压罐位于所述摩擦筒内，所述受力轴的上下两端分别与摩擦筒的上端和下端相连接；所述摩擦筒的两侧分别设有摩擦面。

11、所述测力传感器为扭力传感器，所述测力辅助件包括传动机构，所述传动机构包括依序活动连接的第一连杆、第二连杆、第三连杆，所述第一连杆的另一端连接所述受力轴，所述第三连杆的另一端连接所述扭力传感器。

12、所述第一连杆与所述第二连杆的长度相等。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、本发明的一种深海高压环境测力装置，通过将测力传感器安装在耐压罐内，从而将测力传感器与深海隔绝，使测力传感器免受水以及水压的侵害，确保测力传感器能在深海高压环境下正常工作，并通过测量受力轴两端的受力差，实现在深海高压环境下对力的测量，利用受力平衡的方式，抵消高压产生的压力；具体地，当受力轴的两端受到的压力相等时，测力传感器测到的力为零，当受力轴的两端受到的压力不等，且两端受到的压力值差为f时，测力传感器测到的力为f减去受力轴受到的摩擦力，方向与压力更大的一方的力的方向相同(若受到的是摩擦力，则方向与受到的摩擦力相反)，此装置不仅能测量深海高压环境下受力轴上力的大小，而且可以测量到力的方向，可以应用于静力触探的测量探头的多种力的测量，还可以应用于各种需要测力的场景。

技术特征：

1.一种深海高压环境测力装置，其特征在于：包括置于深海高压环境的耐压罐、受力轴(3)、测力传感器(32)、测力辅助件(34)；所述耐压罐的上下两端分别开设有可与所述受力轴的上下两端紧密配合的通孔，所述受力轴(3)的上下两端分别穿设两个通孔，所述受力轴(3)上下两端的横截面积相等，所述测力辅助件(34)位于所述耐压罐内并与所述受力轴(3)固定，所述测力传感器(32)的一端安装在所述耐压罐的上端或者下端，所述测力传感器(32)的另一端与所述测力辅助件(34)相抵接。

2.根据权利要求1所述的一种深海高压环境测力装置，其特征在于：待测力通过所述受力轴(3)传导至所述测力传感器(32)上。

3.根据权利要求1所述的一种深海高压环境测力装置，其特征在于：所述耐压罐上的两个通孔上下对称。

4.根据权利要求1所述的一种深海高压环境测力装置，其特征在于：所述耐压罐包括耐压筒(2)和盖设在所述耐压筒(2)上的端盖(1)。

5.根据权利要求1所述的一种深海高压环境测力装置，其特征在于：所述通孔与所述受力轴(3)之间设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种深海高压环境测力装置，其特征在于：所述测力传感器(32)为拉压传感器。

7.根据权利要求6所述的一种深海高压环境测力装置，其特征在于：所述深海高压环境测力装置包括摩擦筒(35)，所述耐压罐位于所述摩擦筒(35)内，所述受力轴(3)的上下两端分别与摩擦筒(35)的上端和下端相连接，所述摩擦筒(35)的两侧分别设有摩擦面(350)。

8.根据权利要求1所述的一种深海高压环境测力装置，其特征在于：所述测力传感器(32)为扭力传感器，所述测力辅助件(34)包括传动机构(4)，所述传动机构(4)包括依序活动连接的第一连杆(41)、第二连杆(42)、第三连杆(43)，所述第一连杆(41)的另一端连接所述受力轴(3)，所述第三连杆(43)的另一端连接所述扭力传感器。

9.根据权利要求8所述的一种深海高压环境测力装置，其特征在于：所述第一连杆(41)与所述第二连杆(42)的长度相等。

技术总结
本发明公开了一种深海高压环境测力装置，包括置于深海高压环境的耐压罐、受力轴、测力传感器、测力辅助件；耐压罐的上下两端分别开设有可与受力轴的上下两端紧密配合的通孔，受力轴的上下两端分别穿设两个通孔，受力轴上下两端的横截面积相等，测力辅助件位于耐压罐内并与受力轴固定，测力传感器的一端安装在耐压罐的上端或者下端，测力传感器的另一端与测力辅助件相抵接；通过将测力传感器安装在耐压罐内，从而将测力传感器与深海隔绝，使测力传感器免受水以及水压的侵害，确保测力传感器能在深海高压环境下正常工作，并通过测量受力轴两端的受力差，实现在深海高压环境下对力的测量，利用受力平衡的方式，抵消高压产生的压力。

技术研发人员：吴冬华,黎宙,刘禹维,李俊,程阳锐,彭建平,李钟
受保护的技术使用者：长沙矿冶研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14