專利名稱：系泊船舶撞擊能量傳感器的制作方法
技術領域：
系泊船舶撞擊能量傳感器主要應用在海洋工程系泊船舶模型試驗中，屬于海洋工程模型試驗領域。
海洋工程系泊船舶模型試驗在我國最先起于1974年。1973年我國開始建造第一座10萬噸原油出口碼頭，本工程設計由大連理工大學承擔，有關該工程的模型試驗也由大連理工大學承擔。該種模型試驗在國內也是首次進行，在模型試驗中需進行系泊船舶撞擊能量的測試。由于沒有現成可用的傳感器，自制了測力測變位裝置傳感器。
現有的測力測變位裝置傳感器由橡膠體、反力計和變位計三部分組成。船撞擊橡膠體，橡膠體將力傳到反力計上同時自身發(fā)生壓縮變形，變形時帶動變位計，根據反力計和變位計的同步測量結果可計算撞擊能量。由于變位計為一懸臂磷銅片，它的存在影響護舷本身的變形，造成護舷彈性的增大，致使試驗結果產生偏差；變位計的懸臂磷銅片，下端支于護舷頂板上，在船舶的外力作用下，有時會彈出，造成試驗失敗；測力計、變位計均為懸臂梁結構，貼的電阻絲片均裸露在外，很容易被損壞；測力計、變位計為分體結構，每次試驗前，必須進行組裝，并分別標定，花費較多時間。
本實用新型的目的是提供一種一體準確快速測量、設備安全工作的系泊船舶撞擊能量傳感器。
本實用新型的工作原理是變參數傳感器，傳感器測力片用懸臂梁結構、電阻參數變化，測變位用電容參數變化、其結構為滑動式懸板，測變位時不影響護舷的變形，將測力、測變位組合成一體，便于安裝，測量所用電器元件集中放置在一個盒中不裸露在外，不宜損壞。
試驗船舶在外力作用下，船舶撞擊到，使測變形板(3)滑動，使盒體(10)中金屬圈(5)、金屬圈(12)和金屬圈(15)構成的電容發(fā)生變化，撞擊塊(2)移動的同時，使模型護舷(1)被壓縮，其反力作用到測力板(4)，導致盒體(10)中的感應片(7)、感應片(8)、感應片(13)和感應片(14)的電阻發(fā)生變化，這樣就將模型護舷(1)在外力作用下的變形和力，分別轉化為兩個電的信號，根據事先的標定，可同步計算出變形和力的大小，從而計算出撞擊能量。數據測量處理裝置(16)記錄兩個信號，一個是撞擊力，一個是護舷的變形，并要求同步記錄，變形達到最大時，所對應的力，被測出，然后根據力與變形的關系，計算出能量，即能量E＝1/2h*f。
本實用新型的技術解決方案是，系泊船舶撞擊能量傳感器包括模型護舷(1)、撞擊塊(2)、測變形板(3)、測力板(4)、固定板(6)、感應片(7)、感應片(8)、感應片(13)和感應片(14)，模型護舷(1)一端與測力板(4)連接，另一端與測變形板(3)連接，撞擊塊(2)固定在測變形板(3)上，感應片(7)和感應片(14)與測力板(4)的下面連接，感應片(8)和感應片(13)與測力板(4)的上面連接，它特殊在，還包括金屬圈(5)、固定板(9)、盒體(10)、棒(11)、金屬圈(12)、金屬圈(15)和數據測量處理裝置(16)，將穿過固定在測變形板(3)上的金屬圈(5)、金屬圈(12)的套有金屬圈(15)的棒(11)固定在固定板(9)上，將固定板(9)與盒體(10)固定連接，金屬圈(5)、金屬圈(12)和金屬圈(15)構成的電容與數據測量處理裝置(16)連接，感應片(7)、感應片(8)、感應片(13)和感應片(14)連接成惠斯登電橋與數據測量處理裝置(16)連接，測力板(4)的另一端與盒體(10)連接。
金屬圈(5)和金屬圈(12)從上、下穿過測變形板(3)的孔連接在一起，并固定在測變形板(3)上。
金屬圈(15)嵌在棒(11)上。
本實用新型的優(yōu)點是測變位板是采用可位移的型式，避免了在測試過程中對護舷彈性的影響；電器元件集中裝在一個盒內，起到了保護作用，延長了儀器的使用壽命；整體結構設計合理，適用于各類橡膠護舷，便于更換。由于本傳感器為一整體，安裝簡便。使用本測量方法后，可大大提高工作效率，同時保證了試驗精度
以下結合附圖和是實力對本實用新型作進一步的說明，

圖1是系泊船舶撞擊能量傳感器的結構示意圖，圖2是系泊船舶撞擊能量傳感器的A-A剖視圖，將模型護舷(1)的一端與測力板(4)固定連接，另一端與測變形板(3)固定連接，撞擊塊(2)固定在測變形板(3)上，測力板(4)的另一與端盒體(10)連接，感應片(7)和感應片(14)與測力板(4)的下面連接，感應片(8)和感應片(13)與測力板(4)的上面連接，感應片(7)、感應片(8)、感應片(13)和感應片(14)連接成惠斯登電橋與數據測量處理裝置(16)連接，金屬圈(5)和金屬圈(12)邊沿凸起，從上、下穿過測變形板(3)的孔通過絲扣連接在一起，并固定在測變形板(3)上，將穿過固定在測變形板(3)上的金屬圈(5)、金屬圈(12)的嵌有金屬圈(15)的棒(11)固定在固定板(9)上，將固定板(9)與盒體(10)固定連接；金屬圈(5)、金屬圈(12)和金屬圈(15)構成的電容與數據測量處理裝置(16)連接。
撞擊撞擊塊(2)，使測變形板(3)向下移動，通過模型護舷(1)對測力板(4)施加力，測變形板(3)向下移動時，金屬圈(5)、金屬圈(12)和金屬圈(15)構成的電容發(fā)生變化，將測變形板(3)位置變化和模型護舷(1)變形的信號轉變?yōu)殡娦盘?，輸出到數據測量處理裝置(16)，測出模型護舷(1)的變形；測力板(4)受力后，感應片(7)、感應片(8)、感應片(13)和感應片(14)的電阻發(fā)生變化，將測力板(4)的受力信號轉變?yōu)殡娦盘?，輸出到數據測量處理裝置(16)，測出撞擊在模型護舷(1)上的力，數據測量處理裝置(16)根據力與變形的關系，得到撞擊在模型護舷(1)上的能量。
權利要求1.系泊船舶撞擊能量傳感器包括模型護舷(1)、撞擊塊(2)、測變形板3)、測力板(4)、固定板(6)、感應片(7)、感應片(8)、感應片(13)和感應片(14)，模型護舷(1)一端與測力板(4)連接，另一端與測變形板(3)連接，撞擊塊(2)固定在測變形板(3)上，感應片(7)和感應片(14)與測力板(4)的下面連接，感應片(8)和感應片(13)與測力板(4)的上面連接，其特征在于，還包括金屬圈(5)、固定板(9)、盒體(10)、棒(11)、金屬圈(12)、金屬圈(15)和數據測量處理裝置(16)，將穿過固定在測變形板(3)上的金屬圈(5)、金屬圈(12)的套有金屬圈(15)的棒(11)固定在固定板(9)上，將固定板(9)與盒體(10)固定連接，金屬圈(5)、金屬圈(12)和金屬圈(15)構成的電容與數據測量處理裝置(16)連接，感應片(7)、感應片(8)、感應片(13)和感應片(14)連接成惠斯登電橋與數據測量處理裝置(16)連接，測力板(4)的另一端與盒體(10)連接。
2.根據權利要求1所述的系泊船舶撞擊能量傳感器，其特征在于，金屬圈(5)和金屬圈(12)從上、下穿過測變形板(3)的孔連接在一起，并固定在測變形板(3)上。
3.根據權利要求1所述的系泊船舶撞擊能量傳感器，其特征在于，金屬圈(15)嵌在棒(11)上。
專利摘要系泊船舶撞擊能量傳感器屬于海洋工程試驗模型領域。由模型護舷(1)、撞擊塊(2)、測變形板(3)、測力板(4)、金屬圈(5)、固定板(6)、感應片(7)和感應片(8)、固定板(9)、盒體(10)、棒(11)、金屬圈(12)、感應片(13)、感應片(14)、金屬圈(15)和數據測量處理裝置(16)構成,其性能穩(wěn)定,試驗中無須再率定,大大提高試驗速度,該儀器安裝簡便,試驗數據的精度較高。
文檔編號G01L5/00GK2513093SQ0120270
公開日2002年9月25日 申請日期2001年1月2日 優(yōu)先權日2001年1月2日
發(fā)明者王鳳龍, 孫楊, 劉長山 申請人:大連理工大學