【摘要】：從2012年中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會提出“建設(shè)海洋強國”的戰(zhàn)略目標(biāo),到2018十九大報告提出的,“堅持陸海統(tǒng)籌,加快建設(shè)海洋強國”期間我國的海洋裝備技術(shù)飛速發(fā)展。同時為了更細(xì)致的研究海洋裝備,要求深海探測裝備與深海作業(yè)裝備有足夠的安全性和可靠性。所以在研制裝備的過程中,對其進(jìn)行耐壓測試是不可或缺的關(guān)鍵步驟。壓力模擬測試裝置耐壓試驗是指在試驗室環(huán)境下對水下作業(yè)裝備或其關(guān)鍵部件在深海實際作業(yè)過程中的高壓環(huán)境進(jìn)行模擬測試,其具有可重復(fù)性高、操作簡便、減少研制周期、減低費用等特點,備受國內(nèi)外從事海洋工程裝備測試的研究人員重視。上海海洋大學(xué)深淵科學(xué)工程技術(shù)研究中心致力于全海深海洋裝備的研制,目前擁有壓力模擬測試裝置4臺。由純鋼材料鑄造而成模擬全海深壓力模擬測試裝置在模擬高壓環(huán)境過程中是全封閉式的,除了控制臺壓力表顯示當(dāng)前裝置內(nèi)壓強外,無觀察窗或者任何其他數(shù)據(jù)信息供試驗者監(jiān)視試驗過程,基本處于“黑箱子”狀態(tài)。這樣,在模擬高壓試驗過程中,操作人員為了防止被測對象由于耐壓不夠而造成損壞,經(jīng)常出現(xiàn)“不敢打”和“反復(fù)打”,或者被測對象被“打壞”的情況,造成人力、物力、財力和時間的巨大損失。本論文圍繞上海深淵科學(xué)工程與技術(shù)研究中心的深海壓力模擬測試裝置功能升級改造,通過集成自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù),對全海深壓力模擬測試裝置開發(fā)出一套實時監(jiān)控系統(tǒng),主要工作如下:(1)闡述了壓力模擬測試裝置實時監(jiān)控系統(tǒng)的研究背景、應(yīng)用領(lǐng)域以及解決的實際問題;對比分析了國內(nèi)外壓力模擬測試裝置研究現(xiàn)狀,表明我國在壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)的研究還有待完善與改進(jìn)。(2)進(jìn)行了壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。首先,設(shè)計了壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu),包括控件結(jié)構(gòu)設(shè)計及內(nèi)部硬件架構(gòu)設(shè)計;其次,研究并確定壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)通信機制,即采用RS-485半雙工總線及視頻信號PAL制式實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)上位機與壓力模擬測試裝置下位機間的數(shù)據(jù)通信與視頻信號傳輸。(3)進(jìn)行了壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)的下位機硬件電路設(shè)計與制作,包括主控單元的選用,輸入輸出模塊的設(shè)計以及水下燈驅(qū)動電路的設(shè)計,并給出相關(guān)電路器件的型號參數(shù)及硬件系統(tǒng)。(4)進(jìn)行了壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計。針對軟件的需求分析,運用UML建模工具進(jìn)行監(jiān)控軟件架構(gòu)設(shè)計,建立監(jiān)控系統(tǒng)靜態(tài)模型和動態(tài)特征模型,并在UML模塊化編程的基礎(chǔ)上采用面向?qū)ο蟮腃++開發(fā)語言進(jìn)行人機界面的設(shè)計與開發(fā),實現(xiàn)了視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)顯示及壓力數(shù)據(jù)監(jiān)控,完成相應(yīng)模塊功能的開發(fā)。最后,對整個進(jìn)行了壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)平臺進(jìn)行測試和驗證。試驗表明,壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效監(jiān)控壓力模擬測試裝置試驗過程,并實時顯示相關(guān)參數(shù)和自動控制壓力試驗的過程。綜上所述,本文設(shè)計開發(fā)的壓力模擬測試裝置監(jiān)控系統(tǒng)完全滿足設(shè)計需求,有效解決了壓力模擬測試裝置試驗時試驗過程不可見的缺陷,而且軟件實時性強,性能穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP277;P715
【圖文】：

工作溫度為 1°C~40°C，介質(zhì)為淡水，勞壽命在 140MPa 下是 1000 次，70MPa 下功能提升。為海洋工程裝備及其關(guān)鍵部件的的發(fā)展提供有效試驗平臺，切實提高工程我國深海工程裝備發(fā)展。狀置通俗稱之為壓力筒[12]。用于模擬出不同其關(guān)鍵部件的可靠性和安全性。壓力模擬單監(jiān)控壓力，并觀察試驗情況的系統(tǒng)，從而

制造出一系列大規(guī)模的壓力測試裝置用于.9 米，內(nèi)徑 9.15 米，模擬水下 420 米的深度中一個裝置的周期加壓試驗,其壓力峰值高達(dá)南研究院 SWRI 開發(fā)出用于測試 3900 多米高強度鋼鑄成，長 7.3 米，內(nèi)徑為 1.27 米，設(shè)備的零件，如圖 1-1 所示。發(fā)展的初期，為了實現(xiàn)深海環(huán)境模擬，在 1測試裝置，峰值壓力高達(dá) 156MPa，裝置在范圍調(diào)整的具體需要 1 秒，是當(dāng)時世界上（National Maritime Research Institute, NM10 年，日本海洋科學(xué)技術(shù)中心(Japan M制出的深水模擬高壓裝置最大工作壓力可達(dá)圖 1-2 所示。該壓力裝置高 3 米，內(nèi)徑為 1底機電設(shè)備、殼體、各種材料結(jié)構(gòu)、疲勞強

圖 1-3 2000 米壓力模擬測試裝置Fig 1-3 2000 meter deep sea simulation test device 1-3 所示的是 2000 米壓力模擬測試裝置，該裝置內(nèi)徑為 2100 毫米，，內(nèi)部擁有監(jiān)控系統(tǒng)，包括壓力泵控制系統(tǒng)，內(nèi)部照明系統(tǒng)，攝像監(jiān)用于對深海裝備儀器的壓力測試分析，是相對完善的模擬水壓裝置之示的是 4000 米壓力模擬測試裝置，裝置內(nèi)部直徑是 1000 毫米，該裝、圓柱形筒和筒蓋、電氣控制臺、電動提升系統(tǒng)等構(gòu)成，可供各類設(shè)進(jìn)行水壓測試[17]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2789920