1.一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:包括水舱组件、排水支路和应急排水支路,
所述水舱组件的结构为:包括水舱(14),所述水舱(14)为低耐压部件,水舱(14)的内部安装有电液位计(13),所述水舱(14)的底部设置有通海口(1401);
所述排水支路的结构为:包括气瓶组(2),所述气瓶组(2)的输出端通过管路依次串联有手动开关阀(4)、节流阀(5)、第一进气阀(601)、止回阀(8)、第一海水过滤器(901)、第一固定节流孔(1001),第一固定节流孔(1001)的输出端与水舱(14)的顶部连接;
所述应急排水支路的结构为:包括应急气瓶(15),所述应急气瓶(15)的输出端通过管路依次串联有应急开关阀(16)、第二进气阀(602)、第三海水过滤器(903)、第三固定节流孔(1003),第三固定节流孔(1003)的输出端与水舱(14)的顶部连接;
所述水舱(14)的顶面还通过管路依次串联有放气阀(11)、第二固定节流孔(1002)和第二海水过滤器(902),第二海水过滤器(902)的输出口与外界海水环境连通;
所述水舱(14)的顶面还安装有安全阀(12);
还包括控制系统(17),所述控制系统(17)分别与电液位计(13)、第一进气阀(601)、第二进气阀(602)和放气阀(11)电信号连接。
2.如权利要求1所述的一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:所述水舱(14)采用空心薄壁圆柱体结构。
3.如权利要求1所述的一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:所述水舱(14)的顶面设置有多个接口。
4.如权利要求1所述的一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:所述水舱(14)的横截面积为(a1),内部气体压力为(p1),通海口(1401)横截面积为(a2),潜水器设计工作深度下海水压力为(p2)。
5.如权利要求1所述的一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:所述第一进气阀(601)和第二进气阀(602)均封装于耐压罐体内。
6.如权利要求1所述的一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:所述放气阀(11)封装于耐压罐体内。
7.如权利要求1所述的一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:所述气瓶组(2)与手动开关阀(4)之间的管路上安装有第一充气阀(101)和第一高压压力传感器(301)。
8.如权利要求1所述的一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:所述应急气瓶(15)与应急开关阀(16)之间的管路上安装有第二充气阀(102)和第二高压压力传感器(302)。
9.如权利要求1所述的一种中浅深度潜水器用浮力调节系统,其特征在于:所述第一进气阀(601)和止回阀(8)之间的管路上安装有低压压力传感器(7)。
10.一种利用权利要求1所述的中浅深度潜水器用浮力调节系统的调节方法,其特征在于:包括如下操作步骤:
(一)系统排水:
打开第一进气阀(601),气瓶组(2)内部高压气经过节流阀(5)、止回阀(8)、第一海水过滤器(901)、第一固定节流孔(1001)节流调速后,进入水舱(14)内,然后将水舱(14)内部海水从通海口(1401)排出;
(二)系统注水:
打开放气阀(11),海水在外界环境压力下,自通海口(1401)进入水舱(14),水舱(14)内部空气经放气阀(11)、第二固定节流孔(1002)、第二海水过滤器(902)排出;
(三)潜水器上浮下潜功能实现过程如下:
潜水器吊放于水面之后,将水舱(14)内部注满水,潜水器获得较大的负浮力,实现下潜;
潜水器在海底准备上浮时,启动系统排水功能,将水舱(14)内部的海水吹除一部分,获得上浮速度,随着潜水器上浮,深度变小,外部海水压力p2改变,依据理想气体状态方程:
pv=nrt,
其中:
p为水舱14顶部气体压力p1;
v为水舱14顶部气体体积;
n为气体物质量;
r为普适气体常量;
t为理想气体的热力学温度;
水舱(14)内部的气体体积将膨胀,直至将水舱(14)内部海水完全排出,潜水器上浮速度将会越来越大,直至和上浮阻力重新平衡为止;
(四)当潜水器作业时获取大重量取样或抛弃大重量压载,引起浮力较大变化时,潜水器需要较大的正负浮力调节,此时调节过程如下:
舱内潜航员启动排水操作,获得满足要求的正浮力;
舱内潜航员启动系统注水的操作,获得满足要求的负浮力;
在上述调节之后,潜水器会在一个确定作业深度,轻微上浮或下潜,这将导致水舱(14)内部压缩空气的膨胀或收缩,从而引起潜水器浮力的轻微变化,如果潜水器是在确定作业深度上下±50米之内轻微上浮下潜,那可以忽略潜水器轻微的浮力变化,潜水器通过推进器的配合达到稳定姿态,当超过该深度时,引入由控制系统(17)实时监控水舱(14)内部液位,自动控制第一进气阀(601)或放气阀(11)的开合,从而智能控制水舱(14)内部液位在一合适的确定值。