专利名称：一种水深测量传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水深测量传感器。
背景技术：
水深测量可以通过压力测量来获得，要想既能够测量出深海环境下的深水所对应的大压力，又能够测量出微小的水深变化所对应的微小压力变化，是一个难以解决的问题， 目前尚缺少新的方法和理论，传统的压力测量方法还无法解决大量程和高绝对精度之间的矛盾。已授权的专利ZL200510094696. X，利用随着水深增加活塞在缸体中的爬行运动来测量压力，由于活塞的摩擦阻力问题较为复杂，爬行运动难以准确分析、计算和控制，所以难以通过累加的方式获得最终的水深值。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够解决大量程和高绝对精度之间矛盾，且可靠、易于控制的水深测量传感器和压力测量方法，满足深海环境下的深水大压力和微小水压变化的精确测量。本发明解决技术问题采用如下技术方案一种水深测量传感器，包括机架以及固设在机架顶部的压力传感器，在所述压力传感器非测压一端的机架上固设有缸体，所述缸体的内腔与所述压力传感器的内部连通；所述缸体的底部设有活塞，所述活塞的活塞杆的底端外壁固设于有导向法兰，所述导向法兰以所述机架的立柱为导轨；所述机架的底部设有带动所述活塞杆上下运行的传动机构。本发明的结构特点也在于所述活塞杆的下段中空并设有内螺纹，所述机架的底部设有与所述内螺纹匹配的丝杠，机架的底部还设有控制电机、减速机及联轴器，所述丝杠的底端与所述联轴器固联。与已有技术相比，本发明的有益效果体现在1、采用控制电机来主动调节传感器的内外压力差，使压力循环内终点时传感器上的压力回归到零，从而避免了摩擦阻力难以控制的问题。2、通过控制电机来主动调节传感器的内外压力差，不断使不同压力循环内终点时传感器上的压力回归到零，这样，小量程压力传感器便能够采用压力累加的方法获得大水深的压力值。3、采用小量程压力传感器可以获得较高的压力测量灵敏度和水深测量灵敏度。4、采用控制电机、减速器和螺旋传动机构，可以精确、方便地控制活塞移动的位移大小，从而较好地使得压力循环内终点时传感器上的压力回归到零。
图1为本发明的结构示意图。图中标号1压力传感器，2缸体，3活塞杆，4导向法兰，5立柱，6活塞，7丝杠，8控制电机，9减速机，10联轴器。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施例方式实施例参见图1，本实施例的水深测量传感器，包括机架以及固设在机架顶部的压力传感器1，在压力传感器1非测压一端的机架上固设有缸体2，缸体2的内腔与压力传感器1的内部连通，在缸体2的底部设有活塞6，活塞 6与缸体2的内壁之间密封，活塞的活塞杆3的底端外壁固设于有导向法兰4，导向法兰4 以机架的立柱5为导轨；具体设置中，活塞杆3的下段中空并设有内螺纹，机架的底部设有与内螺纹匹配的丝杠7，机架的底部还设有控制电机8、减速机9及联轴器10，丝杠10的底端与联轴器10固联。丝杠由电机驱动时，丝杠只转动并不上下移动，因此丝杠转动时带动活塞杆上下位移，从而带动活塞在缸体内上下移动改变压力传感器的内外压力差。本发明使用方法在初始压力循环内，从初始水深开始，此刻水深测量传感器上的压力传感器测得的压力值称作压力循环内的初始压力，随着水深的增大，压力传感器测得的压力值增大，当水深增大到一定值时，压力传感器的测量值达到规定的最大值，此刻压力传感器测得的压力值称作压力循环内的终点压力；当压力传感器测得的压力达到终点压力时，立即主动让控制电机带动丝杠转动，丝杠带动活塞移动，使压力传感器的内部与缸体间的空腔内的流体体积压缩，增大传感器内部的流体压力，减小传感器内部和外部的压力差值；根据传感器内部流体的体积、体积弹性模量、活塞的截面积和压力传感器上的压力值计算出活塞移动的位移，使得压力传感器上测得的压力回到零点，然后立即让控制电机停止工作；接着， 开始新的压力循环，压力传感器显示的零点压力就是新的压力循环的初始压力，随着水深增大，压力传感器上的压力又增大，直至最大值，此刻压力传感器测得的压力为该压力循环内的终点压力，再次立即主动让控制电机带动活塞移动，使传感器内流体体积压缩，压力增大，使传感器达到内外压力差值减小，直到压力传感器上测得的压力再次回到零点，再次即刻让控制电机停止工作；如此反复，随着水深的增大，压力传感器上的压力不断由零点增大直至最大值，然后再主动让其回到零点，再由零点又增大直至最大值；最终水深的压力就等于每次压力循环的终点压力减去初始压力得到的压力差值的累加和，再加上最后的压力传感器上显示的压力值减去最后的初始压力所得的压力差值。
权利要求
1.一种水深测量传感器，其特征在于包括机架以及固设在机架顶部的压力传感器(1)，在所述压力传感器(1)非测压一端的机架上固设有缸体O)，所述缸体O)的内腔与所述压力传感器的内部连通；所述缸体( 的底部设有活塞(6)，所述活塞的活塞杆C3)的底端外壁固设有导向法兰 G)，所述导向法兰以所述机架的立柱(5)为导轨；所述机架的底部设有带动所述活塞杆( 上下运行的传动机构。
2.根据权利要求1所述的一种水深测量传感器，其特征在于，所述活塞杆C3)的下段中空并设有内螺纹，所述机架的底部设有与所述内螺纹匹配的丝杠(7)，机架的底部还设有控制电机(8)、减速机(9)及联轴器(10)，所述丝杠(10)的底端与所述联轴器(10)固联。
全文摘要
本发明公开了一种水深测量传感器，包括机架以及固设在机架顶部的压力传感器，在所述压力传感器非测压一端的机架上固设有缸体，所述缸体的内腔与所述压力传感器的内部连通；所述缸体的底部设有活塞，所述活塞的活塞杆的底端外壁固设于有导向法兰，所述导向法兰以所述机架的立柱为导轨；所述机架的底部设有带动所述活塞杆上下运行的传动机构。本发明的水深测量传感器能够解决大量程和高绝对精度之间矛盾，且可靠、易于控制，满足深海环境下的深水大压力和微小水压变化的精确测量。
文档编号G01F23/14GK102519544SQ20111043663
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者刘正士, 刘焕进, 揭得算, 毕荣, 王勇, 陈品 申请人:合肥工业大学
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