一种用于水下的重力仪制造技术

本发明专利技术涉及一种用于水下的重力仪，包括承压舱上盖、承压舱舱体、承压舱底座、测量模块、加热保温层和IMU模块，承压舱上盖和承压舱底座分别设置在承压舱舱体的上端和下端，承压舱上盖、承压舱舱体和承压舱底座形成密封的中空结构；所述测量模块、IMU模块和加热保温层均固定设置在中空结构内，测量模块用于测量重力数据，IMU模块用于测量载体转动角度、角速度和线加速度，加热保温层用于加热和保温。本发明专利技术通过加热保温层可以使得重力仪能够适应深海低温环境，通过对结构和尺寸的设计，使得重力仪能够适应深海高压的环境，通过减震器，能够减少外界对重力仪的干扰，提高测量精度，有效解决了适应深海高压和低温环境的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下的重力仪
本专利技术涉及勘探设备
，具体是一种用于水下的重力仪。
技术介绍
在对深海进行重力探测时，重力仪之间处于水下与海水接触，在深海环境下，通常处于较低温度，在2000米的海水中，海水的温度处于3°左右，而重力仪通常需要在一个较高的稳定温度下才能正常测量工作，这就需要能够承受深海高压且能够承受深海低温环境的重力仪；同时，重力仪搭载的载体在母船拖曳过程中，载体的运动会对重力仪产生干扰震动，这也会影响到重力仪的正常测量工作。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于水下的重力仪，其能够解决适应深海高压和低温环境的问题，且能够解决外界干扰的问题。实现本专利技术的技术方案为：一种用于水下的重力仪，包括承压舱上盖、承压舱舱体、承压舱底座、测量模块、加热保温层和IMU模块，承压舱上盖和承压舱底座分别设置在承压舱舱体的上端和下端，承压舱上盖、承压舱舱体和承压舱底座连接形成密封的中空结构；所述测量模块、IMU模块和加热保温层均固定设置在中空结构内，测量模块用于测量温度信号，IMU模块用于测量载体转动角度、角速度和线加速度，加热保温层用于加热和保温。进一步地，所述IMU模块通过减震器与分设在IMU模块四个角落的连接柱固定连接，连接柱固定地设置在承压舱底座上。进一步地，所述减震器包括沿着减震器的轴向方向从上至下依次设置的减震器上盖、减震片和减震器底座。进一步地，所述加热保温层为环形结构，加热保温层的径向两端贴合在承压舱舱体的内壁上，加热保温层的轴向下端贴合在承压舱底座的内壁上，加热保温层的轴向上端位于测量模块和IMU模块之间。进一步地，所述加热保温层包括沿加热保温层的径向方向从内至外依次设置的加热膜固定板、加热膜和保温层。进一步地，所述加热膜与测量模块电性连接，加热膜和测量模块均与设置在中空结构内的控制器电性连接，控制器用于控制加热膜的工作状态。进一步地，当所述温度信号大于或等于预设温度值时，所述控制器控制加热膜停止加热，当温度信号小于预设温度值时，控制器控制加热膜开启加热，使得密封的中空结构内处于一个稳定的温度环境。进一步地，所述承压舱舱体为圆筒形结构。进一步地，所述承压舱舱体的厚度t需满足公式①：式中，为修正系数，R0为大直径筒的外径，δs表示屈服强度，pj表示设计强度。进一步地，承压舱舱体的厚度为10mm，承压舱舱体的内径为155mm，承压舱舱体的外径为165mm。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过加热保温层可以使得重力仪能够适应深海低温环境，通过对结构和尺寸的设计，使得重力仪能够适应深海高压的环境，通过减震器，能够减少外界对重力仪的干扰，提高测量精度，有效解决了适应深海高压和低温环境的问题。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的俯视图；图3为图2的A-A线剖视结构示意图；图4为本专利技术的承压舱底座与IMU模块连接示意图；图5为本专利技术的减震器的爆炸图；图6为本专利技术的爆炸图；图7为图3的B处的放大示意图；图8为本专利技术的承压舱舱体变形量云图；图9为本专利技术的承压舱舱体等效应力云图；图10为本专利技术的承压舱舱体第一阶屈曲变形变形云图；图11为本专利技术的承压舱底座和承压舱上盖的等效力云图。图中，3171-承压舱上盖、3172-承压舱舱体、3173-承压舱底座、3174-测量模块、3175-加热保温层、31751-加热膜固定板、31752-加热膜、31753-保温层、3176-IMU模块、3177-连接柱、3178-减震器、31781-减震器上盖、31782-减震片、31783-减震器底座。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：如图1至图5所示，一种用于水下的重力仪，包括承压舱上盖3171、承压舱舱体3172、承压舱底座3173、测量模块3174、加热保温层3175、IMU(InertialMeasurementUnit，惯性测量单元)模块3176和控制器(图中未示出)，承压舱上盖3171和承压舱底座3173分别设置在承压舱舱体3172的上端和下端，承压舱舱体3172为圆筒形结构，承压舱上盖3171、承压舱舱体3172和承压舱底座3173形成密封的中空结构，为了让承压舱上盖3171和承压舱舱体3172之间的连接既保持稳定连接，又能够保持密封，防止海水进入中空结构内损坏设备，承压舱上盖3171和承压舱舱体3172之间的连接采用螺纹连接，在连接处设有密封圈，同样地，承压舱底座3173和承压舱舱体3172之间的连接也采用螺纹连接，并在连接处设有密封圈；所述测量模块3174和IMU模块3176固定设置在承压舱上盖3171、承压舱舱体3172和承压舱底座3173连接形成的密封的中空结构内，测量模块3174用于测量温度信号，测量模块3174包括用于测量的集成电路板和集成设置在集成电路板上的传感器组，传感器组至少包括温度传感器；IMU模块3176用于测量载体转动角度、角速度和线加速度等信息的装置，载体转动角度、角速度和线加速度等信息可用于测量重力数据中；所述加热保温层3175为环形结构，加热保温层3175的径向两端贴合在承压舱舱体3172的内壁上，加热保温层3175的轴向下端贴合在承压舱底座3173的内壁上，加热保温层3175的轴向上端位于测量模块3174和IMU模块3176之间，这样的设置使得IMU模块3176处于加热保温层3175内，让IMU模块3176处于一个温度较稳定的环境内，从而使得IMU模块3176测量的数据更精准；所述IMU模块3176通过减震器3178和连接柱3177固定设置在承压舱底座3173上，分设在IMU模块3176四个角落的连接柱3177固定地设置在承压舱底座3173上，IMU模块3176通过减震器3178与连接柱3177固定连接；所述减震器3178包括沿着减震器3178的轴向方向从上至下依次设置的减震器上盖31781、减震片31782和减震器底座31783，所述减震片31782设置若干个；通过减震器3178的设置使得减少外界运动对IMU模块3176的干扰，从而提高IMU模块3176测量数据更精准，从而也就提高了重力仪的测量精度；所述加热保温层3175包括沿加热保温层3175的径向方向从内至外依次设置的加热膜固定板31751、加热膜31752和保温层31753，所述加热膜31752为电加热膜，加热膜31752与测量模块3174的集成电路电性连接，通过集成电路给加热膜31752供电，使得加热膜31752产生热量，从而使得重力仪在深海接触海水的情况下，重力仪的中空结构内的温度也能维持稳定；所述控制器设置在密封的中空结构内，所述加热膜31752和测量模块3174均与控制器电性连接，控制器用于根据测量的温度信号控制加热膜31752的工作状态，预设温度值，当测量的温度信号的值大于或等于预设温度值时，控制器控制加热膜31752停止加热，当测量的温度信号的值小于预设温度值时，控制器控制加热膜31752开启加热，使得密封的中空结构内处于一个稳定的温度环境。在本实施中，承压舱舱体3172的直径为330mm，轴向长度为350mm。为了能够让重力仪在2000米的深海环境下正常工作，需要对重力仪的尺寸进行精心的设计，以便能够承受深海高压：承压舱上盖3171、承压舱舱体3172和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水下的重力仪，其特征在于：包括承压舱上盖、承压舱舱体、承压舱底座、测量模块、加热保温层和IMU模块，承压舱上盖和承压舱底座分别设置在承压舱舱体的上端和下端，承压舱上盖、承压舱舱体和承压舱底座连接形成密封的中空结构；所述测量模块、IMU模块和加热保温层均固定设置在中空结构内，测量模块用于测量温度信号，加热保温层用于加热和保温。

【技术特征摘要】
1.一种用于水下的重力仪，其特征在于：包括承压舱上盖、承压舱舱体、承压舱底座、测量模块、加热保温层和IMU模块，承压舱上盖和承压舱底座分别设置在承压舱舱体的上端和下端，承压舱上盖、承压舱舱体和承压舱底座连接形成密封的中空结构；所述测量模块、IMU模块和加热保温层均固定设置在中空结构内，测量模块用于测量温度信号，加热保温层用于加热和保温。2.根据权利要求1所述的用于水下的重力仪，其特征在于：所述IMU模块通过减震器与分设在IMU模块四个角落的连接柱固定连接，连接柱固定地设置在承压舱底座上。3.根据权利要求2所述的用于水下的重力仪，其特征在于：所述减震器包括沿着减震器的轴向方向从上至下依次设置的减震器上盖、减震片和减震器底座。4.根据权利要求1所述的用于水下的重力仪，其特征在于：所述加热保温层为环形结构，加热保温层的径向两端贴合在承压舱舱体的内壁上，加热保温层的轴向下端贴合在承压舱底座的内壁上，加热保温层的轴向上端位于测量模块和IMU模块之间。5.根据权利要求1或4所述的用于水下的重力仪，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，曹聚亮，张开东，廖开训，蔡劭琨，何水原，赵强，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，
类型：发明
国别省市：广东,44