一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统及监控方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统及监控方法，该系统包括压力模拟装置和监控系统，所述压力模拟装置包括设置在支架上的控制单元电子舱、充油分线盒、水下灯、水下摄像机、云台、压力传感器和被测对象，所述支架安置于压力模拟装置内部，水下灯与水下摄像机可通过云台调整姿态并将其采集相关测试数据信息通过光纤传到监控系统。本发明专利技术在不损坏压力模拟测试装置的前提下对其进行了功能上优化升级，将“黑箱子盲打压”的试验过程变为“白箱子可视打压”，具有对压力模拟测试装置内部的压强监控、视频监控、被测对象状态及相关参数监控与采集等功能。

Real time monitoring system and monitoring method for all deep-sea pressure simulation test device

The invention discloses a real-time monitoring system of testing device and monitoring method to simulate a deep-sea pressure, the system includes a pressure simulation device and monitoring system, the pressure simulation device includes a control unit is arranged on the bracket of the electronic cabin, oil filled cable box, underwater lights, underwater cameras, PTZ, and pressure sensor the measured object, the stent placement in the internal water pressure simulation device, under the lights and underwater cameras can adjust attitude and the PTZ test data acquisition related information to the monitoring system through the optical fiber. The present invention without damage to the pressure simulation test device for the optimization and upgrading of the function, the test process will be \black blind pressure\ to \white box visual down\, with pressure on the simulation test device for internal pressure monitoring, video surveillance, as measured on state and the related parameters of monitoring and acquisition functions.

【技术实现步骤摘要】
一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统及监控方法
本专利技术涉及深海工程装备性能测试
，特别是涉及一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统及监控方法。
技术介绍
21世纪是“海洋世纪”。海洋中蕴藏着丰富的生物资源、化学资源、矿产资源、动力资源和水资源，是当前最具有发展潜力的战略空间。随着我国海洋强国战略的发展，11000米级的全海深海洋工程装备能够进行全海深的海底观测，是探索地球奥秘、生物起源、海洋资源开发的利器，备受国内外瞩目。全海深海洋装备对各组成部分及其功能提出了极高的要求，在其开发研制和调试过程中需进行多次模拟深海作业环境进行耐压性能和功能测试，以保证整个海洋装备系统的安全性和可靠性。压力模拟测试装置，俗称压力筒，是用于模拟深海中不同深度条件下海水压强的主要工具之一，是在实验室环境下进行深海工程装备相关部件和材料的耐压性能测试。目前，国内许多从事深海工程装备研制单位的压力筒在模拟高压环境测试过程中是全封闭式的，即除了控制台压力表显示当前压力模拟测试装置内压强外，无观察窗或者任何其他数据信息供试验者监视压力筒内部被测对象的测试状况，基本处于“黑箱子盲打压”状态。因此，如何实现“白箱子可视打压”，并能够通过网络技术实现远程监控，提升全海深压力模拟测试装置的服务能力，减少人财物的浪费、缩短深海工程装备的研制周期，为海洋工程装备及其部件的研制、新材料、新结构的采用及新技术发展提供可靠的有效试验平台，具有重要而深远的意义和实际的工程价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，设计出一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统及监控方法，通过网络技术实现对被测对象状态的实时检测、控制及远程监控，并对压力模拟装置的内部压强进行自动调节，满足了深海工程装备运动控制系统和部件、材料的耐压测试和耐压性能分析与评估需求。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统，包括压力模拟装置、用于实时监控压力模拟装置内部压强和被测对象的承压状态的监控系统，所述压力模拟装置包括壳体、支架、控制单元电子舱、压力传感器、充油分线盒、被测对象、云台、水下灯和水下摄像机，所述支架固定在壳体的腔体内，所述控制单元电子舱、压力传感器、充油分线盒和被测对象固定在支架的底板上，所述云台铰接固定在支架的上端，水下灯和水下摄像机固定在云台的下表面，所述控制单元电子舱、压力传感器、被测对象、云台、水下灯和水下摄像机分别通过光纤与充油分线盒连接，所述壳体的上端穿插有光纤穿舱件，充油分线盒和控制单元电子舱分别通过固定在光纤穿舱件中的光纤与监控系统通信连接。进一步地，所述监控系统包括第一光端机、用于将视频数据转换为视频网络数据流的视频编码器、用于将编码数据叠加到视频中的字符叠加器、计算机控制台、压力给定装置、监控显示器、网络交换机、硬盘录像机和直流电源，所述第一光端机的视频信号输出端与视频编码器的视频信号输入端连接、被测对象性能参数信号和压强信号输出端与计算机控制台的信号输入端连接；计算机控制台的信号输出端分别与字符叠加器和压力给定装置连接；所述视频编码器、字符叠加器、硬盘录像机和计算机控制台分别通过光纤与网络交换机连接，硬盘录像机通过光纤与监控显示器连接，直流电源与充油分线盒的电源端连接。进一步地，所述充油分线盒包括电源接口、数字伺服驱动器测试接口、CTD测试接口、预留扩展接口、水下灯接口、水下摄像机接口、云台接口、压力传感器接口。进一步地，所述被测对象性能参数信号包括承压数据信号和电流电压反馈信号。进一步地，所述控制单元电子舱包括舱盖、舱体和固定在舱体内的控制模块，所述舱盖上穿插有光纤穿舱件和电子舱水密接插件，所述控制模块包括第二光端机、单片机控制板、通信电路板、数字伺服驱动器、云台控制电路、输入输出板、压力传感器开关电路、水下灯调光电路、摄像机开关电路、接线端子，所述单片机控制板通过输入输出板分别与压力传感器开关电路、水下灯调光电路和摄像机开关电路通信连接，单片机控制板通过通信电路板分别与数字伺服驱动器和云台控制电路通信连接，通信电路板与第二光端机通信连接，第二光端机通过固定在光纤穿舱件中的光纤与第一光端机连接。进一步地，所述控制模块还包括用于对控制单元电子舱和充油分线盒进行漏水检测的漏水检测接口电路。进一步地，所述输入输出板包括数字输入端口、数字输出端口、模拟输入端口、模拟输出端口和PWM输出端口。进一步地，所述控制单元电子舱采用钛合金材料制成。一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统的监控方法，具体包括以下步骤：步骤1：系统上电启动并自检；步骤2：根据被测对象的承压性能测试要求在计算机控制台中预设加压曲线；步骤3：压力传感器实时检测压力模拟装置的内部压强，并将压强信号通过充油分线盒传输给控制单元电子舱，控制单元电子舱将压强信号传输给计算机控制台；计算机控制台根据接收到的压强数据，通过PID算法控制压力给定装置的输出压强，计算机控制台判断压力模拟装置的内部压强是否达到设定压强，若达到，则执行步骤4，开始被测对象的承压性能测试；否则，重新通过PID算法控制压力模拟测试装置的内部压强；步骤4：被测对象的承压数据信息和水下摄像机采集的视频数据分别通过充油分线盒传输给控制单元电子舱，控制单元电子舱将视频数据传输给第一光端机，将承压数据信息传输给计算机控制台，计算机控制台对被测对象进行闭环控制，第一光端机将视频数据传输给视频编码器以生成视频网络数据流，字符叠加器将编码数据叠加到视频中；承压性能测试结束后，计算机控制台生成压力模拟测试装置在整个测试过程中的内部压强-时间曲线图，以及被测对象的承压数据曲线图，并生成相应的测试报表，测试过程的视频信息和测试数据信息通过网络交换机实时上传至网络。进一步地，所述步骤4还包括步骤4.1：漏水检测接口电路实时检测控制单元电子舱和充油分线盒的漏水情况，如果发生漏水，则控制报警器进行报警，同时终止承压性能测试任务。本专利技术的积极有益效果：1、在不损坏压力模拟装置的前提下，实现了对压力模拟装置的内部压强和被测对象的承压状态的实时监控，并可对被测对象的各种承压数据和承压状态进行检测，将其承压数据和视频数据传输给监控系统，将改造前的“黑箱子盲打压”的试验过程变为"白箱子可视打压"，实现了试验全程的可视化和网络化，提高服务质量，从而在海洋装备高压测试试验中提供有效的安全保障。2、水下摄像机与水下灯照明可通过计算机控制台下达指令来控制云台调整姿态，即使入水后发生折射导致观测对象不在视觉区域也可通过云台调整，试验过程中可实现水下灯亮度的在线调整以及水下摄像机焦距调整。3、实验数据通过字符叠加器将数据叠加到视频中，提高视频信息量；计算机控制台能够自动生成相应的实时压强-时间曲线，压强-电流曲线以及压强-电压曲线等，自动生成报表，无需人工记录实验过程，全程自动化。4、在压力模拟装置的壳体内固定控制单元电子舱、压力传感器、充油分线盒、被测对象、云台、水下灯和水下摄像机，实现了被测对象的承压状态的检测和控制，并可传输各种控制指令、检测数据和视频信息；压力模拟装置内部的所有设备均可移动、拆卸、安装，适用性强，只要压力模拟装置容量合适，可灵活配置。5、通过充油分线盒对线路整理归类，减少控制单元电子舱开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统,其特征在于，包括压力模拟装置、用于实时监控压力模拟装置内部压强和被测对象的承压状态的监控系统，所述压力模拟装置包括壳体、支架、控制单元电子舱、压力传感器、充油分线盒、被测对象、云台、水下灯和水下摄像机，所述支架固定在壳体的腔体内，所述控制单元电子舱、压力传感器、充油分线盒和被测对象固定在支架的底板上，所述云台铰接固定在支架的上端，水下灯和水下摄像机固定在云台的下表面，所述控制单元电子舱、压力传感器、被测对象、云台、水下灯和水下摄像机分别通过光纤与充油分线盒连接，所述壳体的上端穿插有光纤穿舱件，充油分线盒和控制单元电子舱分别通过固定在光纤穿舱件中的光纤与监控系统通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种全深海压力模拟测试装置实时监控系统,其特征在于，包括压力模拟装置、用于实时监控压力模拟装置内部压强和被测对象的承压状态的监控系统，所述压力模拟装置包括壳体、支架、控制单元电子舱、压力传感器、充油分线盒、被测对象、云台、水下灯和水下摄像机，所述支架固定在壳体的腔体内，所述控制单元电子舱、压力传感器、充油分线盒和被测对象固定在支架的底板上，所述云台铰接固定在支架的上端，水下灯和水下摄像机固定在云台的下表面，所述控制单元电子舱、压力传感器、被测对象、云台、水下灯和水下摄像机分别通过光纤与充油分线盒连接，所述壳体的上端穿插有光纤穿舱件，充油分线盒和控制单元电子舱分别通过固定在光纤穿舱件中的光纤与监控系统通信连接。2.根据权利要求1所述的全深海压力模拟测试装置实时监控系统，其特征在于，所述监控系统包括第一光端机、用于将视频数据转换为视频网络数据流的视频编码器、用于将编码数据叠加到视频中的字符叠加器、计算机控制台、压力给定装置、监控显示器、网络交换机、硬盘录像机和直流电源，所述第一光端机的视频信号输出端与视频编码器的视频信号输入端连接、被测对象性能参数信号和压强信号输出端与计算机控制台的信号输入端连接；计算机控制台的信号输出端分别与字符叠加器和压力给定装置连接；所述视频编码器、字符叠加器、硬盘录像机和计算机控制台分别通过光纤与网络交换机连接，硬盘录像机通过光纤与监控显示器连接，直流电源与充油分线盒的电源端连接。3.根据权利要求2所述的全深海压力模拟测试装置实时监控系统，其特征在于，所述充油分线盒包括电源接口、数字伺服驱动器测试接口、CTD测试接口、预留扩展接口、水下灯接口、水下摄像机接口、云台接口、压力传感器接口。4.根据权利要求2所述的全深海压力模拟测试装置实时监控系统，其特征在于，所述被测对象性能参数信号包括承压数据信号和电流电压反馈信号。5.根据权利要求1所述的全深海压力模拟测试装置实时监控系统，其特征在于，所述控制单元电子舱包括舱盖、舱体和固定在舱体内的控制模块，所述舱盖上穿插有光纤穿舱件和电子舱水密接插件，所述控制模块包括第二光端机、单片机控制板、通信电路板、数字伺服驱动器、云台控制电路、输入输出板、压力传感器开关电路、水下灯调光电路、摄像机开关电路、接线端子，所述单片机控制板通过输入输出板分别与压力传感器开关电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭威，周悦，顾亚军，于爽，孙洪鸣，楚灯旺，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海,31