海洋傳感器時間常數測量裝置的製作方法

2023-06-09 17:32:36

專利名稱：海洋傳感器時間常數測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種海洋傳感器時間常數測量裝置，屬測量儀器技術領域。
背景技術：
海洋資料數據是海洋開發和海洋科學研究的基礎，由海洋傳感器在海水中測量海洋參數而獲得。海洋傳感器的性能直接關係到海洋參數測量的準確程度和海洋資料的質量。時間常數是傳感器時間響應性能的反映，是海洋傳感器的重要性能特徵。時間常數會影響海洋傳感器如海水溫度傳感器、電導率傳感器、溶解氧傳感器和pH傳感器等的測量準確度。例如，海洋學家利用C(電導率)T(溫度)D(深度)剖面儀，通過測量海水溫度和電導率計算海水鹽度。由於溫度傳感器和電導率傳感器的時間常數不同，使CTD剖面儀在同一時間測量的海水溫度和電導率不是同一深度的溫度和電導率。因此，計算出的鹽度會使鹽度剖面測量產生尖鋒誤差。海洋學家需應用時間常數匹配傳感器的測量值以消除動態測量誤差。傳感器時間常數的測量是提高海洋傳感器測量精度、保證測量數據質量的重要手段。
目前，測量海洋傳感器時間常數尚未有定型的裝置。國內曾採用使傳感器從空氣中進入水體，測量其階躍變化，來估算傳感器的時間常數，其測量極不準確。國外曾有一種實驗性裝置，利用傳感器穿過不同測量參數值的上下水層測量傳感器的時間常數，其測量參數的階躍面不清晰，測量誤差較大，而且操作也不方便。

發明內容
本實用新型採用一個裝有可快速打開和快速關閉的隔板，使海水體形成測量參數值不同的兩部分，進而在海水體中建立一個海洋參數階躍界面，以實現海洋傳感器時間常數的測量。
本實用新型所涉及的海洋傳感器時間常數測量裝置為長方體海水槽，槽內有一個PVC材料的隔板。隔板中間有一個約佔隔板1/3寬和4/5高的開口，隔板開口上端和開口下端有上下兩條導軌，兩條導軌平行。上一條導軌在開口處斷開。在上下兩條導軌之間裝有PVC材料的矩形拉門，拉門尺寸略大於隔板上的開口，移動拉門可以把開口擋上。拉門的下部與一個氣缸連接，氣缸通過閥門和氣路與壓縮機相接。氣缸控制拉門在導軌間移動，使開口快速打開和關閉。隔板上與拉門相疊之處，即隔板開口的下部和左右兩側有凹槽，凹槽內設置軟橡膠密封圈，用於密封拉門與隔板之間的縫隙，使得隔板兩側的水不能交換。水槽中隔板的開口處就可以形成海洋參數階躍界面。
海水槽上部有金屬水平導軌，水平導軌固定在水槽殼體上，水平導軌兩端分別安裝金屬滾筒和滑輪。水平導軌上設置可滑動滑塊，滑塊上固定安裝一個垂直於水平導軌的金屬支杆，金屬支杆用於固定被側傳感器。滑塊通過鋼絲繩與水平導軌一端的金屬滾筒和另一端的滑輪相連，滾筒轉動帶動滑塊在水平導軌上水平移動，從而使金屬支杆帶動傳感器在海水中運動。金屬滾筒的軸與電動機輸出軸通過制動離合器相連。控制金屬滾筒的轉動，可控制傳感器的運動。電動機的轉動以及連接拉門的氣缸的工作都由微機控制。
本實用新型所涉及的海洋傳感器時間常數測量裝置具體工作過程為首先在被隔板隔開的海水槽的兩部分中分別放置不同參數(溫度、電導率、溶解氧和pH)值的海水。譬如測量溫度傳感器，則水槽兩部分具有溫度不同的海水；測量pH傳感器，則水槽兩部分具有pH值不同的海水。再將被測傳感器固定在金屬杆下部。然後，再由微機按程序啟動電動機，電動機帶動滾筒轉動，通過滑塊在水平導軌上移動帶動金屬杆下部的傳感器在海水中移動。當傳感器到達隔板之前時，微機控制氣缸將隔板上的拉門打開，傳感器按程序設定的速度穿越隔板開口形成的水體參數界面。同時，微機採集傳感器的測量值，顯示測量值曲線並計算傳感器響應階躍變化幅度63.2％所用的時間，即裝置測量出的傳感器時間常數。
本實用新型新涉及的海洋傳感器時間常數測量裝置是研製、生產和校準快速響應的海洋傳感器的重要動態檢測設備，用於檢測不同水體的溫度、電導率、溶解氧和pH值階躍變化過程中傳感器的時間常數，在海洋開發和海洋科學研究中具有廣泛應用前景。


圖1為海洋傳感器時間常數測量裝置結構示意圖。圖中，1-水槽殼體，2-保溫層，3-水槽A，4-水槽B，5-隔板，6-拉門，7-開口，8-氣缸，9-水平導軌，10-金屬滾筒，11-滑輪，12-鋼絲繩，13-滑塊，14-支杆，15-傳感器。
圖2為隔板結構示意圖。圖中，5-隔板，6-拉門，7-開口，8-氣缸，16-導軌，17-導軌，18-密封圈。
具體實施方式
現結合附圖對本實用新型的具體實施方式
予以描述。如圖所示，整個裝置為長方體水槽結構，水槽殼體1的外面有保溫層2。隔板5將水槽分隔成水槽A(3)和水槽B(4)，隔板5的中部有開口7，開口7的上部兩側有一條導軌16，導軌16在開口7處斷開。開口7的下面也有一條導軌17。矩形拉門6在導軌16和導軌17之間，並可以拉動。拉門6下部與氣缸7連接，氣缸7固定在隔板5上。隔板開口7的下部和兩側有凹槽，凹槽內設置軟橡膠密封圈18。水槽殼體1上面固定有水平導軌9。水平導軌9的一端安裝金屬滾筒10，另一端安裝滑輪11。水平導軌9上設置滑塊13，滑塊13可以在導軌9上滑動。滑塊13通過鋼絲繩12與導軌9兩端的金屬滾筒10和滑輪11連接。滑塊13與垂直於水平導軌9的支杆14固定在一起，支杆14下部安裝測量傳感器15。
權利要求1.一種海洋傳感器時間常數測量裝置，其特徵在於由長方體水槽構成，水槽隔板(5)將水槽分成水槽A(3)和水槽B(4)，水槽殼體(1)上部固定並安裝水平導軌(9)。
2.按照權利要求1所述的時間常數測量裝置，其特徵在於隔板(5)的中部有開口(7)，開口(7)的上部兩側有一條導軌(16)，導軌(16)在開口(7)處斷開，開口7的下面也有一條導軌(17)，矩形拉門(6)在導軌(16)和導軌(17)之間。
3.按照權利要求1和權利要求2所述的時間常數測量裝置，其特徵在於拉門(6)的下部與氣缸(7)連接，氣缸(7)固定在隔板(5)上。
4.按照權利要求1所述的時間常數測量裝置，其特徵在於水槽殼體(1)上面固定的水平導軌(9)的一端安裝金屬滾筒(10)，另一端安裝滑輪(11)，水平導軌上設置滑塊(13)，滑塊(13)可以在導軌(9)上滑動。
5.按照權利要求1和權利要求4所述的時間常數測量裝置，其特徵在於水平導軌(9)上的滑塊(13)通過鋼絲繩(12)與導軌(9)兩端上的金屬滾筒(10)和滑輪(11)連接，滾筒(10)的轉動使鋼絲繩(12)拉動滑塊(13)在水平導軌上移動。
6.按照權利要求1和權利要求4所述的時間常數測量裝置，其特徵在於滑塊(13)上固定有垂直於水平導軌(9)的支杆(14)，支杆(14)的下部安裝傳感器(15)。
專利摘要本實用新型是一種測量海洋傳感器時間常數的裝置,外形呈長方體水槽,水槽內裝有快速打開和關閉的隔板拉門,使水槽分成測量參數值不同的兩部分,進而在海水體中建立一個海洋參數階躍界面。水槽上面水平導軌上的滑塊帶動固定其上的支架上的傳感器,快速穿過海水參數階躍界面,實現海水傳感器時間常數的測量。
文檔編號G01N27/04GK2511970SQ01279098
公開日2002年9月18日 申請日期2001年12月25日 優先權日2001年12月25日
發明者於厚隆, 田雨, 王海峰 申請人:國家海洋局海洋技術研究所