【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重力仪，尤其是水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法。
技术介绍
1、重力场信息作为国家战略核心基础信息，在矿藏资源开发、地球科学研究、战场环境建设等各个领域都具有非常重要的应用价值。海洋占据了地球表面的71％，是地球重力场测量的重要对象，海洋重力测量是地球重力场建模的主要数据来源。目前广泛采用的海洋重力测量技术为船载重力测量技术，具有一定的局限性。在船载重力测量中，水层像一个巨大的低通滤波器，随着观测距离的增加，海底重力信号中的高频(短波)分量会迅速衰减并率先消失，故而水面并不是理想的观测位置。如果将观测位置从水面移至水下，在近海底甚至海底进行重力测量，就可以避免高频分量的衰减，还能够获得更高强度的重力信号。
2、目前往往需要在母船甲板完成24h以上的系统预热及初始对准。甲板上，潜器处于较长时间太阳直射状态，且重力仪作为热源在潜器内处于密闭空间，潜器内部、重力仪周围环境温度一般较高，温度往往将近40℃。水下作业时，无人潜器快速下潜，海水温度一般为4℃左右，这种温度变化对于测量型仪器来说已是非常剧烈，而作为重力仪的核心部件，重力敏感器输出对温度十分敏感，超过0.01℃的温度变化都会使其输出产生波动，从而影响重力测量的准确性。因此，如何保证在较大的环境温度变化下，重力敏感器的工作温度始终保持相对恒定，是需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，通过温度场控制模型的构建求取系
2、本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
3、水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，包括以下步骤：
4、步骤1、根据水下无人潜器重力仪结构构建温度控制模型，并根据温度控制模型计算散热功率；
5、步骤2、构建温度场热；
6、步骤3、根据步骤1中计算的散热功率对温度场热中的参数进行优化；
7、步骤4、根据步骤3中的优化结果得到最佳散热设计和空气流动迹线。
8、而且，所述步骤1中构建的温度控制模型为：
9、
10、
11、其中，k1、k2和k3分别为水下无人潜器重力仪内加热片、风扇和机电元件的热功率，k4为散热功率，t1为设定温度，t2为实际温度，ka为温控线路pid参数网络。
12、而且，所述步骤2的具体实现方法为：通过温度场流固耦合仿真技术，构建水下无人平台重力仪的全参数三维热力学模型。
13、而且，所述全参数三维热力学模型包括轴流风扇、加热片和结构外表面保温材料厚度。
14、而且，所述轴流风扇需指定出进风口和出风口，并赋予风机压力曲线。
15、而且，所述加热片需在表面设置恒定功率的面热源。
16、而且，所述结构外表面保温材料厚度需设置其导热率参数。
17、而且，所述步骤3的具体实现方法为：通过步骤1中计算出的散热功率，将全参数三维热力学模型中的轴流风扇、加热片和结构外表面保温材料厚度作为自变量，将散热功率作为优化目标，使用仿真软件进行迭代计算，得到实现步骤1中计算散热功率条件下，风机压力曲线、隔热保温层厚度等参数的不同理论组合，并根据水下无人平台重力仪内部空间的限制，得出参数方案。
18、而且，所述步骤4中空气流动迹线采用连续线条的形式，表征出结构内空气的流动方向，并用线条不同的颜色，表征空气流速的大小。
19、本专利技术的优点和积极效果是：
20、本专利技术通过温度场控制模型的构建求取系统最佳散热功率；利用温度场流固耦合仿真技术，合理设计了系统内部的热源分布和散热通道，使得在环境温度剧烈变化时，重力敏感器周边环境温度变化＜0.5℃。最终配合两级温控设计，实现重力敏感器温度恒定，完美解决了重力仪随潜航器下潜过程中温度冲击对重力测量带来的影响。
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1.水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述步骤1中构建的温度控制模型为：
3.根据权利要求1所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：通过温度场流固耦合仿真技术，构建水下无人平台重力仪的全参数三维热力学模型。
4.根据权利要求3所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述全参数三维热力学模型包括轴流风扇、加热片和结构外表面保温材料厚度。
5.根据权利要求4所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述轴流风扇需指定出进风口和出风口，并赋予风机压力曲线。
6.根据权利要求4所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述加热片需在表面设置恒定功率的面热源。
7.根据权利要求4所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述结构外表面保温材料厚度需设置其导热率参数。
8.根据
9.根据权利要求1所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述步骤4中空气流动迹线采用连续线条的形式，表征出结构内空气的流动方向，并用线条不同的颜色，表征空气流速的大小。
...【技术特征摘要】
1.水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述步骤1中构建的温度控制模型为：
3.根据权利要求1所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：通过温度场流固耦合仿真技术，构建水下无人平台重力仪的全参数三维热力学模型。
4.根据权利要求3所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述全参数三维热力学模型包括轴流风扇、加热片和结构外表面保温材料厚度。
5.根据权利要求4所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述轴流风扇需指定出进风口和出风口，并赋予风机压力曲线。
6.根据权利要求4所述的水下无人平台重力仪宽温范围高精度温控方法，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，吴宗坤，陈佳，王兴艺，李卓睿，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：
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