專利名稱：一種水深測量傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水深測量傳感器。
背景技術：
水深測量可以通過壓力測量來獲得，要想既能夠測量出深海環境下的深水所對應的大壓力，又能夠測量出微小的水深變化所對應的微小壓力變化，是一個難以解決的問題， 目前尚缺少新的方法和理論，傳統的壓力測量方法還無法解決大量程和高絕對精度之間的矛盾。已授權的專利ZL200510094696. X，利用隨著水深增加活塞在缸體中的爬行運動來測量壓力，由于活塞的摩擦阻力問題較為復雜，爬行運動難以準確分析、計算和控制，所以難以通過累加的方式獲得最終的水深值。
發明內容
為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種能夠解決大量程和高絕對精度之間矛盾，且可靠、易于控制的水深測量傳感器和壓力測量方法，滿足深海環境下的深水大壓力和微小水壓變化的精確測量。本發明解決技術問題采用如下技術方案一種水深測量傳感器，包括機架以及固設在機架頂部的壓力傳感器，在所述壓力傳感器非測壓一端的機架上固設有缸體，所述缸體的內腔與所述壓力傳感器的內部連通；所述缸體的底部設有活塞，所述活塞的活塞桿的底端外壁固設于有導向法蘭，所述導向法蘭以所述機架的立柱為導軌；所述機架的底部設有帶動所述活塞桿上下運行的傳動機構。本發明的結構特點也在于所述活塞桿的下段中空并設有內螺紋，所述機架的底部設有與所述內螺紋匹配的絲杠，機架的底部還設有控制電機、減速機及聯軸器，所述絲杠的底端與所述聯軸器固聯。與已有技術相比，本發明的有益效果體現在1、采用控制電機來主動調節傳感器的內外壓力差，使壓力循環內終點時傳感器上的壓力回歸到零，從而避免了摩擦阻力難以控制的問題。2、通過控制電機來主動調節傳感器的內外壓力差，不斷使不同壓力循環內終點時傳感器上的壓力回歸到零，這樣，小量程壓力傳感器便能夠采用壓力累加的方法獲得大水深的壓力值。3、采用小量程壓力傳感器可以獲得較高的壓力測量靈敏度和水深測量靈敏度。4、采用控制電機、減速器和螺旋傳動機構，可以精確、方便地控制活塞移動的位移大小，從而較好地使得壓力循環內終點時傳感器上的壓力回歸到零。
圖1為本發明的結構示意圖。圖中標號1壓力傳感器，2缸體，3活塞桿，4導向法蘭，5立柱，6活塞，7絲杠，8控制電機，9減速機，10聯軸器。以下通過具體實施方式
，并結合附圖對本發明作進一步說明。
具體實施例方式實施例參見圖1，本實施例的水深測量傳感器，包括機架以及固設在機架頂部的壓力傳感器1，在壓力傳感器1非測壓一端的機架上固設有缸體2，缸體2的內腔與壓力傳感器1的內部連通，在缸體2的底部設有活塞6，活塞 6與缸體2的內壁之間密封，活塞的活塞桿3的底端外壁固設于有導向法蘭4，導向法蘭4 以機架的立柱5為導軌；具體設置中，活塞桿3的下段中空并設有內螺紋，機架的底部設有與內螺紋匹配的絲杠7，機架的底部還設有控制電機8、減速機9及聯軸器10，絲杠10的底端與聯軸器10固聯。絲杠由電機驅動時，絲杠只轉動并不上下移動，因此絲杠轉動時帶動活塞桿上下位移，從而帶動活塞在缸體內上下移動改變壓力傳感器的內外壓力差。本發明使用方法在初始壓力循環內，從初始水深開始，此刻水深測量傳感器上的壓力傳感器測得的壓力值稱作壓力循環內的初始壓力，隨著水深的增大，壓力傳感器測得的壓力值增大，當水深增大到一定值時，壓力傳感器的測量值達到規定的最大值，此刻壓力傳感器測得的壓力值稱作壓力循環內的終點壓力；當壓力傳感器測得的壓力達到終點壓力時，立即主動讓控制電機帶動絲杠轉動，絲杠帶動活塞移動，使壓力傳感器的內部與缸體間的空腔內的流體體積壓縮，增大傳感器內部的流體壓力，減小傳感器內部和外部的壓力差值；根據傳感器內部流體的體積、體積彈性模量、活塞的截面積和壓力傳感器上的壓力值計算出活塞移動的位移，使得壓力傳感器上測得的壓力回到零點，然后立即讓控制電機停止工作；接著， 開始新的壓力循環，壓力傳感器顯示的零點壓力就是新的壓力循環的初始壓力，隨著水深增大，壓力傳感器上的壓力又增大，直至最大值，此刻壓力傳感器測得的壓力為該壓力循環內的終點壓力，再次立即主動讓控制電機帶動活塞移動，使傳感器內流體體積壓縮，壓力增大，使傳感器達到內外壓力差值減小，直到壓力傳感器上測得的壓力再次回到零點，再次即刻讓控制電機停止工作；如此反復，隨著水深的增大，壓力傳感器上的壓力不斷由零點增大直至最大值，然后再主動讓其回到零點，再由零點又增大直至最大值；最終水深的壓力就等于每次壓力循環的終點壓力減去初始壓力得到的壓力差值的累加和，再加上最后的壓力傳感器上顯示的壓力值減去最后的初始壓力所得的壓力差值。
權利要求
1.一種水深測量傳感器，其特征在于包括機架以及固設在機架頂部的壓力傳感器(1)，在所述壓力傳感器(1)非測壓一端的機架上固設有缸體O)，所述缸體O)的內腔與所述壓力傳感器的內部連通；所述缸體( 的底部設有活塞(6)，所述活塞的活塞桿C3)的底端外壁固設有導向法蘭 G)，所述導向法蘭以所述機架的立柱(5)為導軌；所述機架的底部設有帶動所述活塞桿( 上下運行的傳動機構。
2.根據權利要求1所述的一種水深測量傳感器，其特征在于，所述活塞桿C3)的下段中空并設有內螺紋，所述機架的底部設有與所述內螺紋匹配的絲杠(7)，機架的底部還設有控制電機(8)、減速機(9)及聯軸器(10)，所述絲杠(10)的底端與所述聯軸器(10)固聯。
全文摘要
本發明公開了一種水深測量傳感器，包括機架以及固設在機架頂部的壓力傳感器，在所述壓力傳感器非測壓一端的機架上固設有缸體，所述缸體的內腔與所述壓力傳感器的內部連通；所述缸體的底部設有活塞，所述活塞的活塞桿的底端外壁固設于有導向法蘭，所述導向法蘭以所述機架的立柱為導軌；所述機架的底部設有帶動所述活塞桿上下運行的傳動機構。本發明的水深測量傳感器能夠解決大量程和高絕對精度之間矛盾，且可靠、易于控制，滿足深海環境下的深水大壓力和微小水壓變化的精確測量。
文檔編號G01F23/14GK102519544SQ20111043663
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者劉正士, 劉煥進, 揭得算, 畢榮, 王勇, 陳品 申請人:合肥工業大學