一种高压测试缸、测试机及测试方法与流程

本发明适用于钟表技术领域，更具体地说，是涉及一种高压测试缸，使用该高压测试缸的测试机及该测试机的测试方法。

背景技术：

潜水员在水下作业时往往需要佩戴潜水表用于计时，一旦潜水表进水或受压，将严重影响潜水表的正常工作。因此，对于潜水表的防水性能和抗压能力提出了较高的要求。

现有技术中的潜水表可以达到的防水深度为1000m-2000m，一般都具有良好的防水性能和抗压能力。但如果水深超过2000m后，此时的深水处会产生非常大的水压，导致潜水表被动渗水；当潜水表处于4100m水深时，此时的水压达到约410bar，相当于潜水表所承受单位毫米面积9812.5kg的压力，目前的潜水表很难承受如此大的压力，因此，对潜水表的制作材料的抗压能力提出了极高的要求。当水深达到甚至超过万米级时，此时的水压达到约1000bar，目前的潜水表无法在该万米级的水深环境下使用，也没有任何设备为潜水表在高深度(水深大于10000m)、超高压力(水压超过1000bar)的环境条件下的使用提供模拟试验的环境，在上述环境条件下，对于潜水表的研发及测试都是很大的难题。

目前，钟表行业尚无有关模拟潜水表在高深度、超高压力环境下使用的设备。因此，对上述设备的研究有益于潜水表的研发，扩大潜水表的应用领域范围，具有重大价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高压测试缸，以解决现有技术中存在的无法检测高深度、超高压力条件下潜水表使用情况的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种高压测试缸，包括缸体，所述缸体中开设有用于容置测试工件的内腔，所述缸体的顶部开设有与所述内腔相连通的顶腔，所述顶腔中安装有用于封堵所述内腔的缸盖，所述缸体上开设有与所述内腔相连通的进水口和出水口，所述缸体的侧边开设有与所述内腔相连通的观察孔，所述缸体的侧边安装有用于透过所述观察孔监测所述测试工件的监控设备，所述监控设备包括用于封堵所述观察孔的透明块和用于透过所述透明块摄取所述测试工件图像的摄像头。

进一步地，所述监控设备包括支撑所述透明块的第一连接件和支撑所述摄像头的第二连接件，所述第一连接件安装于所述缸体上，所述第二连接件与所述第一连接件固定相连。

进一步地，所述第一连接件包括第一连接体，所述第一连接体上设有第一法兰，所述第一连接体的一侧面开设有用于定位安装所述透明块的第一空腔，所述第一连接体的另一侧面开设有与所述第一空腔相连通的第一通孔；所述第二连接件包括第二连接体，所述第二连接体上设有与所述第一法兰配合的第二法兰，所述第二连接体上对应于所述第一通孔的位置开设有第二空腔，所述摄像头安装于所述第二空腔中。

进一步地，所述第一空腔中于所述透明块的两侧分别安装有密封垫环。

进一步地，所述缸体的侧面开设有配合定位所述第一连接体的定位槽，所述观察孔设于所述定位槽的底面。

进一步地，所述缸盖的底面对应于所述内腔的位置开设有容置腔，所述容置腔中安装有透光块，所述缸盖上开设有与所述容置腔相连通的通光孔。

进一步地，所述顶腔呈圆形，所述顶腔中设有内螺纹，所述缸盖上对应设有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述缸盖上还安装有用于旋转所述缸盖的旋转手柄。

进一步地，还包括用于支撑所述测试工件的托具，所述托具置于所述内腔中，所述托具包括至少一层托盘和支撑所述托盘的支架，所述托盘上开设有排水孔，所述支架上连接有提手。

本发明的高压测试缸通过缸盖对内腔的上底面进行密封，通过监控设备中的透明块对与内腔连通的观察孔进行密封，从而可以对内腔进行全方位密封，且密封性能完好，通过进水口向内腔注水加压时，由于内腔密封性能完好，且蓝宝石的透明块具有极强的抗压能力，因此内腔中的压力可以达到很高的数值，缸体能够承受很大的压力，可以为潜水表提供高深度、超高压力的测试环境；监控设备中设置的摄像头可对潜水表进行观察，在对潜水表的模拟试验中，可实时监控潜水表的防水情况和抗压情况。

本发明的另一目的在于提供一种测试机，包括机架、安装于所述机架中的上述高压测试缸、与所述缸体相连的压力系统、控制所述压力系统的控制系统和电源系统。

本发明的测试机使用了上述高压测试缸，配合电源系统、压力系统、控制系统，能够对潜水表在高深度、超高压力条件下进行模拟试验，可以检测高深度、超高压力条件下潜水表的使用情况，有助于此类潜水表的研发，为今后潜水表在高深度、超高压力条件下的使用提供数据支持。

本发明的另一目的在于提供一种用于潜水表的测试方法，所述测试方法包括如上所述的测试机，所述测试方法还包括以下步骤：

预备：将潜水表放置于所述托具上并固定，将所述缸盖与所述顶腔通过螺纹连接固定；

设定：通过所述控制系统设定测试的压力值，并设定测试时间；

注水：开启所述压力系统，通过所述进水口向所述内腔中注水；

测试：当所述缸体中压力达到设定的所述压力值时，测试开始并记录测试时间，当所述测试时间达到所述设定测试时间时，测试结束；

后处理：通过所述控制系统控制所述压力系统排出所述缸体中的水，当所述缸体中压力为零时，打开所述缸盖，拿出所述潜水表。

本发明的测试方法使用了上述测试机，对潜水表进行测试时，通过压力系统、控制系统、电源系统能够实现对内腔自动加压和降压的操作，显示屏能对潜水表进行实时监控，紧急情况下，还可以通过紧急按钮实现对内腔的快速降压，以保护测试的潜水表，该测试方法能为潜水表在高深度、超高压力条件下的模拟提供简便快捷的操作，能够获得有效且准确的数据，对潜水表的研发具有重要的推动作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高压测试缸的主视图；

图2为图1中监控设备的剖视图；

图3为图1中监控设备的侧视图；

图4为图1中缸盖的剖视图；

图5为图1中缸盖的俯视图；

图6为图1中托具的主视图；

图7为图1中托具的俯视图；

图8为本发明实施例提供的另一种托具的主视图；

图9为图8中托具的左视图；

图10为本发明实施例提供的一种用于潜水表的测试机的主视图；

图11为本发明实施例提供的一种用于潜水表的测试机的后视图；

图12为本发明实施例提供的一种用于潜水表的测试方法的流程图。

其中，图中各附图主要标记：

1-高压测试缸；11-缸体；

21-顶腔；22-内腔；220-观察孔；

3-托具；31-提手；32-托盘；320-第一排水孔；33-支架；34-把手；341-围栏；342-支撑板；3420-第二排水孔；3411-骨架；

4-进水口；5-出水口；

6-缸盖；61-旋转手柄；62-垫片；63-容置腔；64-通光孔；

7-监控设备；71-第一连接件；710-密封垫环；711-第一法兰；712-第一连接体；7110-第一通孔；7111-第一连接孔；7120-第一空腔；72-第二连接件；721-第二法兰；7211-第二连接孔；722-第二连接体；7220-第二通孔；7221-第二空腔；73-螺钉；74-摄像头；

81-透光块；82-透明块；

9-机身；91-第一腔室；911-显示屏；912-操作键面；913-紧急按钮；92-第二腔室；93-第三腔室；931-压力系统；94-第四腔室。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1至图9，现对本发明提供的高压测试缸1进行说明。上述高压测试缸1包含有圆柱体构型的缸体11，缸体11的中部开设有圆柱体构型的内腔22，缸体11的顶部开设有圆柱体构型的顶腔21，顶腔21与内腔22连通，内腔22上底面的圆心与顶腔21下底面的圆心重合，内腔22上底面的半径小于顶腔21下底面的半径，顶腔21中安装有缸盖6，缸盖6可将内腔22的上底面密封完好，缸体11上开设有与内腔22连通的进水口4和出水口5，在缸体11的侧边对称开设有与内腔22连通的两个观察孔220，观察孔220的一侧连通有监控设备7，该监控设备7中设置有透明块82，该透明块82由蓝宝石制成，具有极强的抗压能力，上述透明块82可将观察孔220密封完好，透明块82的另一侧设置有摄像头74，该摄像头74可透过透明块82和观察孔220，摄取内腔22中测试工件的实时画面。在其它实施例中，缸体11、顶腔21、内腔22也可以为其它构型，透明块82也可以为能够承受超高压力的其他透明体，在此不作唯一限定。

与现有技术相比，本发明提供的高压测试缸1通过缸盖6对内腔22的上底面进行密封，通过监控设备7中的透明块82对与内腔22连通的观察孔220进行密封，从而可以对内腔22进行全方位密封，且密封性能完好，通过进水口4向内腔22注水加压时，由于内腔22密封性能完好，且蓝宝石的透明块82具有极强的抗压能力，因此内腔22中的压力可以达到很高的数值，缸体11能够承受很大的压力，可以为潜水表提供高深度、超高压力的测试环境；监控设备7中设置的摄像头74可对潜水表进行观察，在对潜水表的模拟试验中，可实时监控潜水表的防水情况和抗压情况。

进一步地，请一并参阅图1至图3，作为本发明提供的高压测试缸1的一种具体实施方式，监控设备7包括设置于缸体11侧壁上的第一连接件71和与第一连接件71连接固定的第二连接件72，进一步地，该第一连接件71包括第一法兰711和与第一法兰711连接的第一连接体712，第一法兰711和第一连接体712为一体构型，第一法兰711的中部有第一通孔7110，该第一通孔7110的四周均匀设置有多个第一连接孔7111，优选地，第一连接孔7111为6个，第一连接体712中开设有圆柱体构型的第一空腔7120，第一空腔7120的左侧底面和观察孔220的底面连通，该第一空腔7120左侧底面的圆心与观察孔220底面的圆心重合，该第一空腔7120左侧底面的半径大于观察孔220底面的半径，第一空腔7120中安装有透明块82，该透明块82可将观察孔220的底面封堵，第一空腔7120的右侧底面与第一通孔7110连通，该第一空腔7120右侧底面的圆心与第一通孔7110底面的圆心重合，该第一空腔7120右侧底面的半径大于第一通孔7110底面的半径。在其它实施例中，第一连接孔7111的个数和排列方式也可以与本实施的不同，在此不作唯一限定。

该第二连接件72包括第二法兰721和与第二法兰721连接的第二连接体722，第二法兰721和第二连接体722为一体构型，第二法兰721的中部有第二通孔7220，该第二通孔7220的半径与上述第一通孔7110的半径相同，第二通孔7220的四周设置有与第一连接孔7111大小相同且数量对应的第二连接孔7211，第一连接孔7111和第二连接孔7211通过螺钉73连接固定，第二连接件72与第一连接件71的连接稳固，上述第二连接体722中开设有圆柱体构型的第二空腔7221，第二空腔7221的右侧底面为密封结构，左侧底面与第二通孔7220连通，且第二空腔7221左侧底面的圆心与第二通孔7220底面的圆心重合，第二空腔7221左侧底面的半径与第二通孔7220底面的半径相同，在第二空腔7221、第二通孔7220、第一通孔7110形成的通路中安装有摄像头74。在其它实施例中，也可以不设置第二连接件72，直接通过第一通孔7110，透过透明块82和观察孔220对内腔22中的潜水表进行监测，在此不作唯一限定。

此结构，将第一连接件71安装固定在缸体11上，第一连接件71中设置的透明块82可将观察孔220封堵，通过螺钉73将第一连接孔7111和第二连接孔7211连接固定，第二连接件72中安装的摄像头74能够透过第一通孔7110、透明块82和观察孔220，对内腔22中的潜水表进行实时监控，且第一连接件71和第二连接件72拆卸和安装方便，便于摄像头74的更换和维修。

进一步地，请一并参阅图2，作为本发明提供的高压测试缸1的一种具体实施方式，第一空腔7120中于透明块82的两侧分别安装有密封垫环710。具体地，第一空腔7120中安装有透明块82，第一空腔7120的左侧底面与透明块82的左侧底面之间安装有密封垫环710，第一空腔7120的右侧底面与透明块82的右侧地面之间也安装有密封垫环710，且密封垫环710上的开孔半径与第一通孔7110和第二通孔7220的半径大小相同。此结构，当向内腔22中注水加压后，内腔22中的水流经观察孔220流入第一空腔7120中，位于透明块82左侧的密封垫环710对观察孔220封堵，可防止水流流出第一连接体外，透明块82可将水流阻挡，位于透明块82右侧的密封垫环710可进一步阻挡水流，可防止水流进入第二空腔7221中，对摄像头74造成损害。在其它实施例中，也可以在透明块82的左侧或右侧单独设置密封垫环710，同样能起到将水流阻挡的作用，在此不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图1和图3，作为本发明提供的高压测试缸1的一种具体实施方式，缸体11的侧面开设有配合定位第一连接件71的定位槽(图未标)，观察孔220设置于定位槽的底面。具体地，缸体11的侧面对称开设有两个定位槽，定位槽中安装有第一连接件71，第一连接件71中的第一连接体712的左侧底面与定位槽的左侧底面重叠，第一连接件71中的第一法兰711安装于定位槽的右侧底面中，且位于透明块82左侧的密封垫环710与观察孔220连通，该密封垫环710的中心与观察孔220的中心在同一水平线上，密封垫环710和观察孔220具有相同的底面半径。此结构，安装于定位槽中的第一连接件71与观察孔220连通，第一连接件71中安装的密封垫环710和透明块82可将观察孔220密封完好，防止内腔22中的水流通过观察孔220向定位槽中渗透，第一法兰711设置于定位槽的右侧底面中，能将定位槽的右侧底面密封，同时便于安装与第一法兰711连接固定的第二法兰721。

进一步地，请一并参阅图4和图5，作为本发明提供的高压测试缸1的一种具体实施方式，缸盖6的底面对应于内腔22的位置开设有容置腔63，该容置腔63中安装有透光块81，缸盖6上开设有与容置腔63相连通的通光孔64。具体地，缸盖6从上到下依次为旋转手柄61、垫片62、容置腔63，上述旋转手柄61、垫片62、容置腔63为一体构型，优选地，旋转手柄61为正六边形，在缸盖6中开设有通光孔64，该通光孔64的底面与容置腔63的下底面之间安装有透光块81，该透光块81与通光孔64连通，透光块81可将内腔22的上底面封堵。进一步地，顶腔21为圆柱体构型，在顶腔21的侧面内侧设置有内螺纹，在容置腔63的侧面外侧设置有与上述内螺纹螺纹连接固定的外螺纹。此结构，当对潜水表进行测试时，将潜水表放置于内腔22中后，通过扳手对旋转手柄61进行旋转，容置腔63与顶腔21通过螺纹连接，使得缸盖6固定安装在顶腔21中，摄像头74对潜水表进行观察时，缸盖6中的通光孔64能够为摄像头74提供光源，使摄像头74拍摄的画面清晰；测试结束后，旋转旋转手柄61，可以方便将缸盖6从顶腔21中取出。在其它实施例中，旋转手柄61也可以为其他构型，如正五边形、正四边形等，缸盖6中也可以设置其它能够为摄像头74提供光源的发光体，在此不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图6和图7，作为本发明提供的托具3的一种具体实施方式，高压测试缸1还包括支撑测试工件的托具3，托具3置于内腔22中，托具3包括至少一层托盘32和支撑托盘32的支架33，托盘32上开设有排水孔320，支架33上连接有提手31。具体地，托具3为“工”字形，托具3包括两块圆柱体构型的托盘32，两块托盘32之间设置有用于连接两块托盘32的圆柱体构型的支架33，两块托盘32上对称设置有多个均匀排布的第一排水孔320，上述提手31为凹槽型，固定连接于任意一块托盘32上。此结构，测试前，通过提手31将托具3放置于内腔22中，潜水表放置于托盘32上；测试结束后，由于内腔22中注满了水，托具3与水流之间形成很大的吸附力，且托具3四周的水压不均衡，导致托具3难以拿出，而第一排水孔320能够平衡托具3四周的压力，降低托具3与水流的吸附力，从而很容易的通过提手31将托具3从内腔22中取出。在其它实施例中，托盘32和支架33也可以为其它构型，用于安放潜水表，在此不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图8和图9，作为本发明提供的托具3的另一种具体实施方式，托具3包括把手34和与把手34固定连接的支撑架(图未标)，支撑架包括半圆柱体构型的围栏341和固定于围栏341上的多个支撑板342，各支撑板342上均设置有第二排水孔3420。具体地，把手34为凹槽型，连接固定于支撑架上，半圆柱体构型的围栏341包括两个半圆形的骨架3411，以及两个骨架3411之间等间距设置的多根支撑杆3412，在支撑杆3412上通过焊接固定有多个支撑板342，多个支撑板342上均设置有多个第二排水孔3420。此结构，测试前，通过把手34将托具3放置于内腔22中，潜水表放置于支撑板342上；测试结束后，由于内腔22中注满了水，托具3与水流之间形成很大的吸附力，且托具3四周的水压不均衡，导致托具3难以拿出，而第二排水孔3420能够平衡托具3四周的压力，多跟支撑杆3412之间形成的间距进一步将托具3四周的压力平衡，降低托具3与水流的吸附力，从而很容易的通过把手34将托具3从内腔22中取出。在其它实施例中，围栏341也可以为圆柱体构型，支撑板342也可以通过其它连接方式固定在支撑杆3412上，如粘接、铆接等，在此不作唯一限定。

请一并参阅图10和图11，本发明还提供了一种用于潜水表的测试机，测试机包括机身9，机身9包含有四个腔室：第一腔室91、第二腔室92、第三腔室93、第四腔室94。

第一腔室91中安装有电源系统，电源系统包括有总线、断路器、漏电保护器、变压器，电源系统能为测试机提供需要的稳定电压，能够保护电路安全；第一腔室91还设置有控制系统，包括显示屏911、操作键面912和紧急按钮913，两个摄像头74对托具3上的潜水表进行实时拍摄，摄像头74的画面能够显示在显示屏911上，可以用于观察透明块82是否有破损，潜水表是否发生形变或进水；操作键面912可以为缸体11中的内腔22提供压力并对压力进行调节，包括设定压力范围，保压时间的设定，加压操作和降压操作，可以实现测试机的自动加压和降压；紧急按钮913可以在紧急情况下实现快速降压，如潜水表发生变形甚至破裂的情形，以保证试验的安全性。

第二腔室92中安装有上述的高压测试缸1，通过进水口4和出水口5，可以对内腔22进行加压和降压。具体地，该高压测试缸1能够承受的压力范围为0-1350bar，因此可以提供高深度、超高压力的环境条件，可以在上述压力范围内，对潜水表进行模拟试验。

第三腔室93中安装有压力系统931，通过上述操作键面912的控制，能够实现对内腔22进行自动加压和降压操作。具体地，自动加压的时间为1min-2min，降压时间可以根据实际调节，保持在1min之内。在其它实施例中，加压和降压时间可以根据实际情况调节，在此不作唯一限定。

第四腔室94中安装有压力表，压力表可读取内腔22中的实际压力值，能够为潜水表的模拟试验提供精确的压力数据，便于操作者对测试机进行安全操作。

本发明提供的测试机通过电源系统、高压测试缸1、压力系统931、控制系统，能够对潜水表在高深度、超高压力条件下进行模拟，可以检测高深度、超高压力条件下潜水表的使用情况，有助于此类潜水表的研发，为今后潜水表在该条件下的使用提供数据支持。

请一并参阅图12，本发明还公开了上述测试机的一种测试方法，包括以下步骤：

预备s1：将待测的潜水表放置于托具3上并固定，将缸盖6与顶腔21通过螺纹连接固定；

设定s2：打开电源系统，使测试机的操作系统能够正常工作，通过操作系统中的操作键面912设定需要测试的压力值，设定测试时间；

注水s3：开启压力系统931，通过进水口4向内腔22中注满水；

测试s4：按下操作键面912上的加压按钮，压力系统931通过进水口4向内腔22注水并加压，当压力表上的读数达到设定的压力值时，测试开始并记录测试时间，当测试时间达到设定的测试时间时，压力系统931停止对内腔22加压，经过一段时间的保压之后，此时测试结束。在测试过程中，显示屏911能够显示摄像头74拍摄潜水表的画面，全程对潜水表进行实时监控；

后处理s5：上述测试s4步骤结束后，按下操作键面912上的降压按钮，将内腔22中的水通过出水口5排出，并对内腔22进行降压，当压力表上的读数为零时，此时可以打开缸盖6，拿出托具3，取出潜水表。

本发明提供的测试方法，对潜水表进行测试时，通过压力系统、控制系统、电源系统能够实现对内腔22自动加压和降压的操作，显示屏911能对潜水表进行实时监控，紧急情况下，还可以通过紧急按钮913实现对内腔22的快速降压，以保护测试的潜水表，该测试方法能为潜水表在高深度、超高压力条件下的模拟提供简便快捷的操作，能够获得有效且准确的数据，对潜水表的研发具有重要的推动作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。