深海熱液活動的發(fā)現(xiàn)是20世紀海洋科學研究中的重大事件之一,對熱液區(qū)域的研究具有科學和經(jīng)濟雙重意義。今后深海熱液探測方法的重點是原位測量技術,原位測量技術主要是依靠深海原位傳感器在海底進行自動連續(xù)的測量,深海原位傳感器通常是由內(nèi)部的光電元件再加上一個封裝外殼組成。本文根據(jù)深海多參數(shù)化學傳感器的設計要求,解決了適用于深海環(huán)境的傳感器封裝與系統(tǒng)集成相關技術難點。首先根據(jù)深海多參數(shù)化學傳感器的需求,提出了傳感器封裝結(jié)構(gòu)的技術指標,制定了分體式結(jié)構(gòu)和一體式結(jié)構(gòu)兩種封裝方案;通過對兩種封裝方案的對比分析,結(jié)合傳感器封裝結(jié)構(gòu)的技術指標,確定傳感器的封裝結(jié)構(gòu)為一體式封裝結(jié)構(gòu)。然后根據(jù)一體式封裝結(jié)構(gòu)設計的技術路線,完成了耐壓艙的結(jié)構(gòu)設計,強度計算,穩(wěn)定性校核和密封設計,并通過ANSYS Workbench對承壓結(jié)構(gòu)進行了應力分析與優(yōu)化,保證傳感器的封裝結(jié)構(gòu)在強度和穩(wěn)定性方面均能滿足水下7000m的深度要求。通過對各種壓力自平衡技術的分析與比較,確定了外接皮囊的壓力補償方式,完成了自平衡艙的結(jié)構(gòu)設計,并對壓力補償?shù)脑碚归_了分析,計算出自平衡艙油液的最小補償量,自平衡結(jié)構(gòu)確定以后對其密封做了詳細的設計。按...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 深海傳感器封裝技術的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 總結(jié)
    1.3 本文選題來源及主要研究內(nèi)容
2 深海多參數(shù)化學傳感器封裝結(jié)構(gòu)總體方案設計
    2.1 深海多參數(shù)化學傳感器需求分析
        2.1.1 傳感器的需求分析及技術指標
        2.1.2 傳感器的封裝方案分析
    2.2 分體式結(jié)構(gòu)方案設計
    2.3 一體式結(jié)構(gòu)方案設計
    2.4 封裝方案對比分析
    2.5 本章小結(jié)
3 電路及光源檢測模塊封裝結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化
    3.1 耐壓艙的設計
        3.1.1 耐壓艙艙體強度設計理論
        3.1.2 耐壓艙艙體的材料選擇及計算
        3.1.3 耐壓艙穩(wěn)定性校核
        3.1.4 耐壓艙端蓋的材料選擇及計算
    3.2 耐壓結(jié)構(gòu)的有限元分析
        3.2.1
        3.2.2 帶平蓋封頭圓筒的受力分析
        3.2.3 帶半球形封頭圓筒的受力分析
        3.2.4 中間端蓋的受力分析
        3.2.5 耐壓艙穩(wěn)定性有限元分析
        3.2.6 平蓋形封頭和半球形封頭的對比
    3.3 帶外加強圈筒體的設計與優(yōu)化
    3.4 耐壓艙密封結(jié)構(gòu)的設計與分析
        3.4.1 耐壓艙與端蓋之間的密封
        3.4.2 O型圈密封的有限元分析
        3.4.3 實際操作過程中的密封技術
    3.5 本章小結(jié)
4 流控系統(tǒng)模塊封裝結(jié)構(gòu)設計與分析
    4.1 壓力自平衡艙結(jié)構(gòu)設計
        4.1.1 不同壓力自平衡方法對比分析
        4.1.2 自平衡艙端蓋及筒體設計
        4.1.3 自平衡艙有限元分析
    4.2 自平衡艙液壓油的選擇及油囊的補償量計算
        4.2.1 液壓油的選用
        4.2.2 補償原理分析
        4.2.3 油液補償量計算及皮囊規(guī)格的確定
    4.3 密封結(jié)構(gòu)設計與分析
        4.3.1 自平衡艙與端蓋之間的密封設計
        4.3.2 端蓋開孔處的密封
        4.3.3 油囊的密封設計
        4.3.4 實際操作過程中的密封技術
    4.4 本章小結(jié)
5 流控系統(tǒng)模塊的布局優(yōu)化與耐壓測試
    5.1 流控系統(tǒng)模塊的布局優(yōu)化
        5.1.1 流控元件的選用
        5.1.2 流控系統(tǒng)模塊的優(yōu)化與裝配
    5.2 耐高壓流控元件的改造及靜態(tài)耐壓測試
    5.3 耐高壓流控元件的動態(tài)耐壓測試
    5.4 耐高壓流控元件長時間靜態(tài)測試
    5.5 本章小結(jié)
6 傳感器系統(tǒng)集成與測試
    6.1 傳感器系統(tǒng)集成、封裝方案設計
    6.2 傳感器封裝殼體的水密試驗
    6.3 傳感器的碼頭聯(lián)調(diào)試驗
    6.4 傳感器原位測量方案設計
        6.4.1 海試地點
        6.4.2 海試時間
        6.4.3 原位測量方案
    6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3765066