一种海洋仪器水压试验比对设备的制作方法

本技术涉及海洋仪器环境适应性检测，特别是涉及一种海洋仪器水压试验比对设备。

背景技术：

1、比对试验是按照预先规定的条件，由多个实验室对相同或类似的物品进行测量或检测的活动，它是cnas官方要求开展的能力验证活动之一，是实验室的重要外部质量评价活动。对于合格评定机构(实验室)而言，能力验证包括实验室间比对试验、一对一测量审核和授权方组织的专业能力验证试验。

2、在海洋仪器环境适应性检测领域，成熟且常见的能力验证项目有温度试验、湿度试验、振动试验、冲击试验和盐雾腐蚀试验等等。目前这些能力验证项目，大多有标准统一的比对装置，如：通过标准盲样测量其温/湿度触发条件、测试其共振频率、测试其冲击触发条件和测试其腐蚀面积等。但对于海洋领域的水压试验，目前暂无统一的比对装置，故水压比对试验尚处于空白未建立状态。

3、水压试验是以淡水为增压介质，利用耐压容器作为试验环境，将被测仪器放入其中，通过控制增压泵向耐压容器内部注水达到预定试验压力，模拟被测仪器在深海环境下的压力条件。此类试验用于考核被测仪器的结构完整性和密封良好性，是涉海水下仪器现场应用前的必备测试项目。目前，全国各涉海研究所、高校和生产研发企业建有不同尺寸规格的耐压试验容器，测试压力也从1mpa(相当于1百米水深)至120mpa(相当于1万2千米水深)不同，可满足全球海洋水下环境测试需求。

4、在尚无统一水压比对手段的背景下，目前大多是利用同一种被测仪器，由不同人员开展两次独立的试验来完成比对目的，以此完成对应的能力验证项目的要求。

5、但上述传统的水压比对试验方式存在如下问题或不足：

6、1.比对形式不适宜。以往各机构(实验室)自行开展的验证活动，严格意义上应被界定为内部质量控制活动，不能完全达到cnas定义的能力验证要求。按照官方要求，试验应有标准统一的被测仪器，并能在各机构(实验室)间安全、高效的传递。故在水压比对试验能力验证活动方面，国内暂未建立统一、规范的试验手段，急需建立规范方法。

7、2.试验仪器不统一。由于各机构(实验室)开展能力验证选取的被测仪器不同，没有标准的水压比对试验装置，而是随机利用各自日常的试验仪器(如：金属耐压舱、碳纤维耐压舱、浮体材料等)开展测试。这就造成即使操作人员使用同一方法进行两次试验，水压能力验证的结果也会受到被测仪器的影响，进而出现不同的结果，最终影响评估效果。

8、3.试验仪器无触发动作。由于各机构(实验室)开展能力验证选取的被测仪器多为日常的试验仪器，故试验目的主要集中在测试其结构支撑性、密封良好性和吸水率等方面，无法在预定压力条件下实施触发动作，达不到盲样比对的效果。因此，现有的水压试验能力验证活动与当前成熟的温度比对试验(测试盲样的温度触发条件)、振动对比试验(测试盲样的共振频率)、冲击比对试验(测试盲样的冲击触发条件)等有着本质的区别，尚不具备在不同机构(实验室)之间传递和复现试验的效果。

9、4.试验仪器无法定量追溯问题。由于各机构(实验室)开展能力验证选取的被测仪器多为日常的试验仪器，其外形尺寸、最高承压能力和试验期间动作情况均不相同，无法达到统一定量比较的目的。同时，由于能力验证活动结束后各被测仪器大多会转交给客户，无法留样，造成各机构(实验室)无法复现和追溯同一试验过程。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有水压比对试验设备的缺失和试验技术的不足，提供一种海洋仪器水压试验比对设备，从根本上解决了我国海洋仪器环境适应性检测领域尚无标准化的水压试验比对设备的问题，改进了比对形式不适宜、试验仪器不统一、试验仪器无触发动作和试验仪器无法定量追溯的问题，为海洋特色水压试验提供了一种质量监控手段。本实用新型具有结构简单、制造方便、试验准确迅速的特点，扩展了我国各水压试验机构(实验室)的质量监控手段。

2、本实用新型采用如下技术方案实现，一种海洋仪器水压试验比对设备，包括被比对水压试验系统和水压试验比对装置；

3、所述水压试验比对装置包括耐压舱壳体、密封端盖一、密封端盖二、密封转接组件和模拟爆破组件；所述耐压舱壳体一端接口安装密封端盖一，另一端接口安装密封端盖二，使耐压舱壳体与两个密封端盖组装在一起，形成一个完整的耐压舱；

4、所述密封端盖一的中心设有一个排气孔，所述排气孔内安装有一个密封盲堵，用于试验后排除耐压舱内的残余压力；所述密封端盖二的中心设有一个安装通孔，所述密封转接组件在密封端盖二内侧通过螺纹连接安装在安装通孔上，使密封转接组件指向耐压舱内部，密封转接组件与安装通孔连接处密封；所述模拟爆破组件通过螺纹连接安装在密封转接组件上，模拟爆破组件与密封转接组件连接处密封；所述密封转接组件的中心设有连通孔一，使模拟爆破组件与耐压舱外部连通；

5、所述模拟爆破组件由安装基座、高精度爆破片和碎片防护罩组成，所述安装基座通过螺纹连接安装在密封转接组件上，安装基座与密封转接组件连接处密封；所述碎片防护罩通过螺纹连接安装在安装基座上，碎片防护罩与安装基座连接处密封；所述高精度爆破片位于安装基座和碎片防护罩之间，高精度爆破片的破损面朝向碎片防护罩侧；所述安装基座的中心设有连通孔二，所述碎片防护罩的中心设有连通孔三，所述碎片防护罩上设置有联通耐压舱内部和连通孔三的渗漏孔，使在达到预定压力时仅高精度爆破片发生瞬间破损，引起耐压舱渗漏，并将碎片向内喷射，保留在碎片防护罩内；

6、所述被比对水压试验系统包括压力试验舱、耐压管路、压力表和增压泵系统，所述增压泵系统通过耐压管路与压力试验舱连接，所述耐压管路上设置压力表；所述水压试验比对装置置于压力试验舱内。

7、进一步地，所述密封端盖一为凸字形结构，所述密封端盖一在台阶处的径向端面上开设有端面密封槽一，端面密封槽一内设有o型密封圈一，o型密封圈一与耐压舱壳体一端端面贴合；所述密封端盖一在台阶处的轴向端面上开设有径向密封槽一，径向密封槽一内设有o型密封圈二，o型密封圈二与耐压舱壳体一端内侧面贴合；使所述耐压舱壳体与密封端盖一连接的一端为端面密封和径向密封的组合形式。

8、进一步地，所述密封端盖二为凸字形结构，所述密封端盖二在台阶处的径向端面上开设有端面密封槽二，端面密封槽二内设有o型密封圈三，o型密封圈三与耐压舱壳体另一端端面贴合；所述密封端盖二在台阶处的轴向端面上开设有径向密封槽二，径向密封槽二内设有o型密封圈四，o型密封圈四与耐压舱壳体另一端内侧面贴合；使所述耐压舱壳体与密封端盖二连接的一端为端面密封和径向密封的组合形式。

9、进一步地，所述安装通孔为阶梯形结构，所述安装通孔的小径段靠近密封端盖二的外侧，所述安装通孔的大径段设有内螺纹一，所述密封转接组件通过螺纹连接安装在安装通孔的大径段上。

10、进一步地，所述密封转接组件为凸字形结构，所述连通孔一为阶梯形结构，所述密封转接组件的小头部外表面设有外螺纹一，密封转接组件的小头部与密封端盖二连接，密封转接组件的大头部对应连通孔一的大径段，连通孔一的大径段设有内螺纹二，所述模拟爆破组件通过螺纹连接安装在连通孔一的大径段上。

11、进一步地，所述安装基座为凸字形结构，所述连通孔二为阶梯形结构，所述安装基座的小头部外表面设有外螺纹二，安装基座的小头部与密封转接组件连接，安装基座的大头部对应连通孔二的大径段，连通孔二的大径段设有内螺纹三，所述碎片防护罩在与安装基座连接一端的外表面设有与内螺纹三配合的外螺纹三，所述碎片防护罩通过螺纹连接安装在连通孔二的大径段上。

12、更进一步地，所述连通孔二在台阶处的径向端面为光滑密封面，高精度爆破片位于连通孔二的台阶处的径向端面上。

13、进一步地，所述渗漏孔设于碎片防护罩的侧面和远离高精度爆破片侧的端面上，渗漏孔的尺寸为1mm～3mm。

14、进一步地，所述压力试验舱和水压试验比对装置的有效内容积比小于400:1。

15、本实用新型具有的优点和积极效果是：

16、1、本实用新型采用传统机械结构设计思路，主要由耐压舱壳体、密封端盖、密封转接组件和模拟爆破组件等组成，各部分均为标准化零件，解决了传统水压比对能力验证活动比对形式不适宜、试验仪器不统一、试验仪器无触发动作和试验仪器无法定量追溯等问题。

17、2、结构简单、便于传递。本实用新型部件主要为工业级金属材料零件，使用时组装快捷方便，便于比对试验组织方携带，并能以标准统一的盲样形式在各参比实验室之间传递，实现水压试验比对装置的标准化应用，各机构(实验室)的试验结果可进行横向对比和分析。

18、3、装置可靠性高。本实用新型部件主要为钛合金及不锈钢材质，配合橡胶材质o型密封圈完成主体结构密封，使得比对装置受外界温度、试验介质、升降压速率和组装工艺影响性小，试验一致性强、可靠性高。

19、4、适用空间兼容性强。本实用新型包含的水压试验比对装置的耐压舱壳体可选用不同大小的有效内空间，试验时直接组装模拟爆破组件即可使用，这样可灵活满足被比对水压试验系统的压力试验舱与水压试验比对装置的有效内空间小于400:1的要求，使本实用新型设计的水压试验比对装置基本满足国内各机构(实验室)的比对空间需求。

20、5、爆破压力灵活准确。模拟爆破组件结构简单可靠，包含的高精度爆破片可选取1mpa至100mpa间的不同压力等级，从而适用国内各机构(实验室)的比对压力需求；其选用的高精度爆破片为成熟的工业级爆破片，质量稳定，爆破数据离散型小，还可按要求复现水压比对试验过程。

21、6、渗漏速率可控。模拟爆破组件包含的碎片防护罩配有多种规格即不同尺寸的渗漏孔。当达到预定爆破压力时高精度爆破片损坏并向内弹射，液体经由渗漏孔流向水压试验比对装置内部。试验时爆破压力越高，选取的渗漏孔越小，这样既可通过渗漏孔控制渗漏速率，又可提高安全系数，降低模拟渗漏对水压试验比对装置和被比对水压试验系统的瞬时压力冲击。