[發明專利]同時測量纖維纏繞金屬內襯壓力容器的溫度和壓力的裝置

有效

• 申請號: 201610330128.3
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN106017554B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 聶新宇;施建峰;鄭津洋;張春
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01K7/00;G01L9/12
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司33212
• 代理人: 周世駿

1.一種同時測量纖維纏繞金屬內襯壓力容器的溫度和壓力的裝置，包括電阻測量單元；其特征在于，該裝置還包括：電容測量單元、電路切換單元、分析輸出單元和多根導電纖維；

金屬內襯壓力容器的容器壁由內向外依次為金屬內襯層和增強纖維層，各導電纖維均敷設于金屬內襯層和增強纖維層之間；導電纖維的外側涂覆有粘結樹脂，其長度的中間段沿環向纏繞金屬內襯層多圈，且兩端沿軸向延伸至容器出口端或尾部并引出；各導電纖維的環向纏繞位置呈等間距布置；

各導電纖維的端部均通過電路切換單元分別接至電容測量單元和電阻測量單元，以實現電路的連接與切換；分析輸出單元分別與電阻測量單元和電容測量單元相接，分析輸出單元具有數據輸出端口。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括顯示器終端，通過信號線接至所述數據輸出端口。

3.利用權利要求1所述裝置同時測量纖維纏繞金屬內襯壓力容器的溫度和壓力的方法，其特征在于，包括：

(一)對壓力容器內部溫度的測量

利用電路切換單元和電阻測量單元，測量得到各導電纖維的電阻值變化情況；然后根據傳感器測溫原理，通過電阻值變化計算得到各導電纖維的溫度值；對多根導電纖維的溫度值數據取平均值，以此作為壓力容器內部的溫度數值；

(二)對壓力容器內部壓力的測量

導電纖維與粘結樹脂、金屬內襯層共同構成了電容器結構，壓力容器內部壓力的變化會導致容器環向周長的變化，并使位于導電纖維和金屬內襯層之間的粘結樹脂產生形變，進而使電容值發生變化；利用電路切換單元和電容測量單元，測量得到各導電纖維對應的電容值數據；然后根據下式得到相應的壓力值數據：

p=ET(C0C-1)]]>

式中，p是某根導電纖維所處位置的壓力值，當為負值時其數值大小代表相對壓力，為正值時其數值大小代表真空度；C₀是壓力容器內與大氣壓力相對為零時的初始電容值，C是壓力容器內壓力變化后的電容值，E_T是粘結樹脂的彈性模量，與導電纖維的溫度值相關；

對多根導電纖維的壓力值數據取平均值，作為壓力容器內部壓力值的最終結果。