[發明專利]一種海洋溫、壓環境模擬裝置及方法

在審

• 申請號: 201510466874.0
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN105067021A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 高坤;賈文娟;田雨;廖和琴;車亞辰
• 申請（專利權）人: 國家海洋技術中心
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李莉華

技術領域

本發明屬于海洋環境監測領域，尤其是涉及一種海洋溫、壓環境模擬裝置。

背景技術

現實中的海洋是一個極其復雜的溫、壓環境。隨著深度的增加，海水的溫度逐漸下降，壓力逐漸是上升。海水溫度從海洋表面的30多攝氏度下降到海底的1攝氏度左右，壓力從海洋表面的0MPa上升到幾十MPa。而且由于現實海洋中存在著洋流運動，導致海洋在同一深度的也存在著不同溫度的海水，因此現實海洋是個極其復雜的溫、壓環境。

要想獲得準確的海洋信息，海洋儀器必須能夠在復雜的溫、壓環境下做出準確的反應。為了保證海洋儀器在真實海洋環境中可靠的工作，需要大量的試驗來對海洋儀器進行驗證，測試海洋儀器在溫、壓環境中性能。采用海上試驗雖然比較客觀準確，但是海上試驗的費用非常昂貴，而且由于海況的原因，有時海上試驗無法進行，這些原因嚴重制約著海洋儀器的溫、壓試驗，因此在試驗室對海洋儀器進行溫、壓試驗比較行之有效。

目前實驗室進行溫、壓試驗常用的方法是把人工調好溫度的海水放入到壓力罐中，然后加壓至試驗壓力來模擬海洋溫、壓環境。如果需要做不同溫度條件下的試驗，需要打開壓力罐，重新調校壓力罐中的海水溫度，然后再放入壓力罐中加壓至試驗壓力。

使用目前的方法進行試驗由于調校好溫度的海水放入壓力罐后，海水與外界進行熱交換，會導致壓力罐中的海水無法保持比較恒定的溫度；壓力罐中由于沒有海水攪拌，因此壓力罐中海水的溫場是不均勻的。壓力罐中壓力數據是通過放置在壓力罐內部的壓力傳感器獲得的，壓力傳感器受到海水溫度的影響會導致壓力測量數據有誤差。每模擬一次海洋溫、壓環境都需要重新打開壓力罐人工調校海水溫度，然后再加壓至試驗壓力。而人工調校海水溫度需要反復添加冷水和熱水，因此模擬不同過溫、壓條件下的海洋環境試驗過程比較繁瑣。上述這些問題嚴重制約著海洋儀器溫、壓環境試驗。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種海洋溫、壓環境模擬裝置，以解決目前海洋溫、壓環境試驗條件下存在溫度無法恒定、溫場不均勻、壓力數據存在誤差和試驗繁瑣的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種海洋溫、壓環境模擬裝置，包括壓力罐1、標準壓力源2、打壓試驗泵3、溫控箱4、制冷水槽5；所述壓力罐1內置壓力密封艙12；所述壓力密封艙12內置加熱裝置、制冷裝置、攪拌裝置；所述標準壓力源2安裝在所述壓力罐1口處；所述打壓試驗泵3通過高壓膠管與所述壓力罐1連接；所述溫控箱4通過電纜與所述制冷水槽5連接；所述溫控箱4通過電纜與所述壓力罐1連接；所述制冷水槽5通過制冷膠管與所述壓力罐1連接。

進一步的，所述壓力罐1還包括壓蓋10、封蓋11、打壓接頭17、水密底座18、溫度傳感器19；所述封蓋11置于所述壓力密封艙12的頂部；所述壓蓋10置于所述封蓋11的頂部；所述打壓接頭17置于所述封蓋11上部，通過高壓膠管與所述標準壓力源2連接；所述打壓接頭17通過高壓膠管與打壓試驗泵3連接；所述水密底座18置于所述封蓋11的下部；所述溫度傳感器19置于所述壓力罐1的內部中間位置，通過電纜與所述水密底座18進行連接。

進一步的，所述加熱裝置包括加熱棒15，所述加熱棒15置于所述壓力密封艙12的底部，通過電纜與所述溫控箱4連接。

進一步的，所述制冷裝置包括制冷管13、制冷管接頭16，所述制冷管接頭16置于所述壓力密封艙12底部，通過制冷膠管與所述制冷水槽5連接，所述制冷管13置于所述壓力密封艙12內部，與所述制冷管接頭16連接。

進一步的，所述攪拌裝置包括高壓磁力泵14，所述高壓磁力泵14置于所述壓力密封艙12的底部。

進一步的，所述壓力密封艙12外部設有保溫層。

相對于現有技術，本發明所述的一種海洋溫、壓環境模擬裝置具有以下優勢：

(1)通過增加壓力罐溫度控制功能解決溫度無法恒定以及試驗繁瑣問題；

(2)通過高壓磁力泵進行水循環解決溫度場不均勻問題；

(3)通過外置標準壓力源解決壓力數據測量有誤差問題；

本發明提供了一種模擬海洋溫、壓環境的裝置，保證了試驗溫度和壓力數據測量的準確性以及試驗溫場的均勻性，簡化了試驗過程，便于海洋儀器的試驗研究。

本發明的另一目的在于提出一種海洋溫、壓環境模擬方法，以實現對海洋溫、壓環境的模擬。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種海洋溫、壓環境模擬方法，包括如下步驟：

(1)向壓力罐1中注入海水，連接壓力罐1與打壓試驗泵3；