专利名称：系泊船舶撞击能量传感器的制作方法
技术领域：
系泊船舶撞击能量传感器主要应用在海洋工程系泊船舶模型试验中，属于海洋工程模型试验领域。
海洋工程系泊船舶模型试验在我国最先起于1974年。1973年我国开始建造第一座10万吨原油出口码头，本工程设计由大连理工大学承担，有关该工程的模型试验也由大连理工大学承担。该种模型试验在国内也是首次进行，在模型试验中需进行系泊船舶撞击能量的测试。由于没有现成可用的传感器，自制了测力测变位装置传感器。
现有的测力测变位装置传感器由橡胶体、反力计和变位计三部分组成。船撞击橡胶体，橡胶体将力传到反力计上同时自身发生压缩变形，变形时带动变位计，根据反力计和变位计的同步测量结果可计算撞击能量。由于变位计为一悬臂磷铜片，它的存在影响护舷本身的变形，造成护舷弹性的增大，致使试验结果产生偏差；变位计的悬臂磷铜片，下端支于护舷顶板上，在船舶的外力作用下，有时会弹出，造成试验失败；测力计、变位计均为悬臂梁结构，贴的电阻丝片均裸露在外，很容易被损坏；测力计、变位计为分体结构，每次试验前，必须进行组装，并分别标定，花费较多时间。
本实用新型的目的是提供一种一体准确快速测量、设备安全工作的系泊船舶撞击能量传感器。
本实用新型的工作原理是变参数传感器，传感器测力片用悬臂梁结构、电阻参数变化，测变位用电容参数变化、其结构为滑动式悬板，测变位时不影响护舷的变形，将测力、测变位组合成一体，便于安装，测量所用电器元件集中放置在一个盒中不裸露在外，不宜损坏。
试验船舶在外力作用下，船舶撞击到，使测变形板(3)滑动，使盒体(10)中金属圈(5)、金属圈(12)和金属圈(15)构成的电容发生变化，撞击块(2)移动的同时，使模型护舷(1)被压缩，其反力作用到测力板(4)，导致盒体(10)中的感应片(7)、感应片(8)、感应片(13)和感应片(14)的电阻发生变化，这样就将模型护舷(1)在外力作用下的变形和力，分别转化为两个电的信号，根据事先的标定，可同步计算出变形和力的大小，从而计算出撞击能量。数据测量处理装置(16)记录两个信号，一个是撞击力，一个是护舷的变形，并要求同步记录，变形达到最大时，所对应的力，被测出，然后根据力与变形的关系，计算出能量，即能量E＝1/2h*f。
本实用新型的技术解决方案是，系泊船舶撞击能量传感器包括模型护舷(1)、撞击块(2)、测变形板(3)、测力板(4)、固定板(6)、感应片(7)、感应片(8)、感应片(13)和感应片(14)，模型护舷(1)一端与测力板(4)连接，另一端与测变形板(3)连接，撞击块(2)固定在测变形板(3)上，感应片(7)和感应片(14)与测力板(4)的下面连接，感应片(8)和感应片(13)与测力板(4)的上面连接，它特殊在，还包括金属圈(5)、固定板(9)、盒体(10)、棒(11)、金属圈(12)、金属圈(15)和数据测量处理装置(16)，将穿过固定在测变形板(3)上的金属圈(5)、金属圈(12)的套有金属圈(15)的棒(11)固定在固定板(9)上，将固定板(9)与盒体(10)固定连接，金属圈(5)、金属圈(12)和金属圈(15)构成的电容与数据测量处理装置(16)连接，感应片(7)、感应片(8)、感应片(13)和感应片(14)连接成惠斯登电桥与数据测量处理装置(16)连接，测力板(4)的另一端与盒体(10)连接。
金属圈(5)和金属圈(12)从上、下穿过测变形板(3)的孔连接在一起，并固定在测变形板(3)上。
金属圈(15)嵌在棒(11)上。
本实用新型的优点是测变位板是采用可位移的型式，避免了在测试过程中对护舷弹性的影响；电器元件集中装在一个盒内，起到了保护作用，延长了仪器的使用寿命；整体结构设计合理，适用于各类橡胶护舷，便于更换。由于本传感器为一整体，安装简便。使用本测量方法后，可大大提高工作效率，同时保证了试验精度
以下结合附图和是实力对本实用新型作进一步的说明，
图1是系泊船舶撞击能量传感器的结构示意图，图2是系泊船舶撞击能量传感器的A-A剖视图，将模型护舷(1)的一端与测力板(4)固定连接，另一端与测变形板(3)固定连接，撞击块(2)固定在测变形板(3)上，测力板(4)的另一与端盒体(10)连接，感应片(7)和感应片(14)与测力板(4)的下面连接，感应片(8)和感应片(13)与测力板(4)的上面连接，感应片(7)、感应片(8)、感应片(13)和感应片(14)连接成惠斯登电桥与数据测量处理装置(16)连接，金属圈(5)和金属圈(12)边沿凸起，从上、下穿过测变形板(3)的孔通过丝扣连接在一起，并固定在测变形板(3)上，将穿过固定在测变形板(3)上的金属圈(5)、金属圈(12)的嵌有金属圈(15)的棒(11)固定在固定板(9)上，将固定板(9)与盒体(10)固定连接；金属圈(5)、金属圈(12)和金属圈(15)构成的电容与数据测量处理装置(16)连接。
撞击撞击块(2)，使测变形板(3)向下移动，通过模型护舷(1)对测力板(4)施加力，测变形板(3)向下移动时，金属圈(5)、金属圈(12)和金属圈(15)构成的电容发生变化，将测变形板(3)位置变化和模型护舷(1)变形的信号转变为电信号，输出到数据测量处理装置(16)，测出模型护舷(1)的变形；测力板(4)受力后，感应片(7)、感应片(8)、感应片(13)和感应片(14)的电阻发生变化，将测力板(4)的受力信号转变为电信号，输出到数据测量处理装置(16)，测出撞击在模型护舷(1)上的力，数据测量处理装置(16)根据力与变形的关系，得到撞击在模型护舷(1)上的能量。
权利要求1.系泊船舶撞击能量传感器包括模型护舷(1)、撞击块(2)、测变形板3)、测力板(4)、固定板(6)、感应片(7)、感应片(8)、感应片(13)和感应片(14)，模型护舷(1)一端与测力板(4)连接，另一端与测变形板(3)连接，撞击块(2)固定在测变形板(3)上，感应片(7)和感应片(14)与测力板(4)的下面连接，感应片(8)和感应片(13)与测力板(4)的上面连接，其特征在于，还包括金属圈(5)、固定板(9)、盒体(10)、棒(11)、金属圈(12)、金属圈(15)和数据测量处理装置(16)，将穿过固定在测变形板(3)上的金属圈(5)、金属圈(12)的套有金属圈(15)的棒(11)固定在固定板(9)上，将固定板(9)与盒体(10)固定连接，金属圈(5)、金属圈(12)和金属圈(15)构成的电容与数据测量处理装置(16)连接，感应片(7)、感应片(8)、感应片(13)和感应片(14)连接成惠斯登电桥与数据测量处理装置(16)连接，测力板(4)的另一端与盒体(10)连接。
2.根据权利要求1所述的系泊船舶撞击能量传感器，其特征在于，金属圈(5)和金属圈(12)从上、下穿过测变形板(3)的孔连接在一起，并固定在测变形板(3)上。
3.根据权利要求1所述的系泊船舶撞击能量传感器，其特征在于，金属圈(15)嵌在棒(11)上。
专利摘要系泊船舶撞击能量传感器属于海洋工程试验模型领域。由模型护舷(1)、撞击块(2)、测变形板(3)、测力板(4)、金属圈(5)、固定板(6)、感应片(7)和感应片(8)、固定板(9)、盒体(10)、棒(11)、金属圈(12)、感应片(13)、感应片(14)、金属圈(15)和数据测量处理装置(16)构成,其性能稳定,试验中无须再率定,大大提高试验速度,该仪器安装简便,试验数据的精度较高。
文档编号G01L5/00GK2513093SQ0120270
公开日2002年9月25日 申请日期2001年1月2日 优先权日2001年1月2日
发明者王凤龙, 孙杨, 刘长山 申请人:大连理工大学