中船重工某船艦設(shè)計研究所為深入直觀地研究深水無人潛水器模型在深水環(huán)境下暗涌、急流沖擊過程中的受力分析，專門設(shè)計制作特定潛水器模型及實驗配套設(shè)備，在某深水實驗池開展模型受力試驗。我司（上海耐創(chuàng)測試技術(shù)有限公司）為此設(shè)計研發(fā)的一款FC3R138T型防水三分力傳感器作為主要測試部件，在本項目中承擔(dān)結(jié)構(gòu)連接件及多維力測試任務(wù)，以進一步分析模型的多維受力圖譜，為該次試驗的成功進行提供了測量測試保障。
傳感器使用工況及技術(shù)要求
1）潛水器模型三方向受力范圍：水平向暗涌紊流沖擊力Fx,y=0-±30KN、垂直向自重水壓及暗涌沖擊力Fz=0-±60KN；
2）測試環(huán)境：常溫，淡水，深度80米（或0.8MPa壓力倉）；
3）測試時間：系統(tǒng)調(diào)試完畢后在模擬的測試工況下，三軸力傳感器實時采集模型受力數(shù)據(jù)，單次測試時間不少于30分鐘，并在在同一工況下循環(huán)測試直至獲得穩(wěn)定的試驗數(shù)據(jù)；
4）傳感器配置上下轉(zhuǎn)接雙法蘭，與無人潛水器模型安裝連接，整體浸入深水中；
5）配套的多通道放大器與三軸力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被密封在水密艙內(nèi)特殊訂制的采集箱中，信號電纜接頭硫化處理做成水密接插件。
防水型三軸力傳感器的驗證
打壓測試
針對客戶的IP68+高等級防水要求，我司將自主研發(fā)的2套防水FC3R138T三軸力傳感器在壓力倉進行模擬耐壓測試。2023年8月設(shè)備在武漢浩瀚機電設(shè)備有限公司進行交付前的打壓測試，過程及結(jié)果如下：
1）打壓過程中，兩臺三分力傳感器在壓力罐中的平均時間都超過1個小時，其中保壓0.8MPa狀態(tài)的時間都超過30分鐘，傳感器零點電壓值輸出穩(wěn)定，水密性能良好；
2）壓力罐加壓之前與泄壓之后，傳感器三個方向采集到的零點電壓值基本沒有變化，零點輸出穩(wěn)定；
3）打壓過程中，兩臺傳感器水平方向的力值Fx、Fy，隨著壓力罐中壓力的增加，零點輸出值基本沒有變化；垂直方向的零點值Fz，會隨著壓力罐中壓力的增加而增大，壓力值穩(wěn)定在0.8MPa之后，F(xiàn)z的零點值也會穩(wěn)定在一個固定值附近，這是由于壓力環(huán)境對傳感器本身的影響造成的，實際使用過程中，可以把穩(wěn)壓狀態(tài)下垂直方向的零點輸出作為實際零點值處理。
4）結(jié)果通過客戶的驗收。
項目交付
目前，2套防水型三軸力傳感器已經(jīng)交付給終端客戶，在湖北恩施巴東縣水布埡鎮(zhèn)某水上試驗中心正常使用，為客戶的科學(xué)試驗提供數(shù)據(jù)支撐。
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