[發明專利]一種實時自動記錄式水下拉力計

無效

• 申請號: 200810249741.8
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101545814A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 黃六一;萬榮;梁振林;宋協法;姜曼松;劉長東
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01L5/10
• 分類號: G01L5/10
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司
• 代理人: 張中南

技術領域

本發明涉及一種用來測量水下纜繩張力的實時自動記錄式拉力計。

背景技術

深海養殖網箱等工程設施常年投放在風大、浪高、流急的海域中，網箱設施作為魚類養殖的工程載體，在復雜海況特別是災害性氣候條件下將經受巨大的環境荷載作用，對設施和養殖魚類造成極大威脅。網箱養殖要求網箱系統(包括剛性的網箱框架結構、網衣箱體、錨泊系統和其它附屬結構)具有足夠的強度以抵抗強風浪等的襲擊，防止魚類逃逸，避免造成巨大的經濟損失。養殖網箱的框架系統和網衣系統是通過纜繩錨固在特定的海區，研究和掌握網箱纜繩在風浪中的受力狀況是保證網箱系統安全前提條件。測量纜繩張力采用的儀器為拉力計，目前國內外已有帶發光數碼管顯示的吊車用拉力計，或者是具有無線傳送功能的液晶顯示的拉力計，但是對于在海水環境下能夠長期記錄的拉力計，還沒有相應的產品。

發明內容

本發明的目的是提供一種測量水下纜繩張力的實時自動記錄式拉力計，以彌補現有技術的不足。

本發明包括密封殼體在內的數據自動記錄裝置，作為信號輸入端的電纜連接在彈性應變傳感器的通孔內的四個應變片上，且數據自動記錄裝置經由螺栓和橡膠塊固定在支柱上，支柱通過螺孔固定到彈性應變傳感器上。

上述彈性應變傳感器的兩端設有卸扣的孔，彈性應變傳感器是中央部位的通孔內均布設有連接成全橋電路的四個應變片，通孔與孔在一個水平面上，并由密封柱以密封膠密封絕緣通孔，且在彈性應變傳感器兩端距離通孔中心的1/2～1/3處對應各開有一個U型槽。

在海洋中測量網箱纜繩張力所用的儀器一是要保證足夠的強度和量程，二是儀器要保證水密性，三是儀器材料要求耐腐蝕，四是要求儀器本身能夠實時自動記錄和方便讀取。本發明體積小、重量輕，能夠長時間(15天以上)有效地測量和記錄水下纜繩所受的張力，記錄數據采用單片機轉化數據存儲到SD卡上，可在PC機WinXP環境下讀出數據和顯示數據曲線。本發明為研究養殖網箱等海洋設施的纜繩張力特性提供了一種重要的測量工具。

附圖說明

圖1、為本發明的總體結構示意圖。

圖2、為本發明的彈性應變傳感器結構示意圖。

其中，1、彈性應變傳感器；2、數據自動記錄裝置；3、電纜；4、卸扣；5、支柱；6、橡膠塊；7、螺栓、8、U型槽；9、密封柱；10、通孔；11、應變片；12、孔；13、螺孔。

具體實施方式

如圖1，圖2，本發明包括密封殼體在內的數據自動記錄裝置2，其作為信號輸入端的電纜3連接在彈性應變傳感器1的通孔10內的四個應變片11上，且數據自動記錄裝置2經由螺栓7和橡膠塊6固定在支柱5上，支柱5通過螺孔13固定到彈性應變傳感器1上，彈性應變傳感器1兩端有孔12與卸扣4連接。

如圖2，上述彈性應變傳感器1是中部開通孔10，通孔10內均布四個連接成全橋電路的應變片11，并接到電纜3的一端，電纜3另一端連接到數據自動記錄裝置2上。通孔10使用密封柱11以密封膠進行絕緣密封，確保應變片11的與外界絕緣，且在彈性應變傳感器1的二端、距離通孔10中心的1/2～1/3處，對應各開有一個U型槽8，使彈性應變傳感器1呈S型。

本發明包括彈性應變傳感器1，通過連接支柱5、螺孔13、橡膠塊6、螺栓7與密封的數據自動記錄裝置2組裝而成。數據自動記錄裝置2與彈性應變傳感器1之間通過電纜3傳遞電信號。橡膠塊6能夠起到緩沖作用，而保護數據自動記錄裝置2。其工作時，啟動數據自動記錄裝置2的電源開關，進行參數設置，然后密封數據自動記錄裝置2，將纜繩連接到兩端卸扣4上，彈性應變傳感器1在纜繩張力的作用下產生變形，應變片11產生電信號通過電纜3輸入到數據自動記錄裝置2中，進行記錄保存。測量完成后，打開數據記錄裝置2，將數據讀取到PC機上，即可獲得纜繩張力。數據自動記錄裝置2類同與目前海上采用的自動記錄流速儀。

上述彈性應變傳感器1考慮到額定量程較大，采用S型剪切梁式的設計，即在彈性應變傳感器1的二端、距離通孔10中心的1/2～1/3處，對應各開有一個U型槽8，使彈性應變傳感器1呈S型，由于剪應力在梁上各處相同，因此這種傳感器抗干擾的能力較強。彈性應變傳感器1用高強度防海水腐蝕材料制造，如不銹鋼材料等。