江蘇卡普蒂姆深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置介紹

    江蘇卡普蒂姆物聯(lián)科技有限公司深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置用于科研、海洋石油工

程，流體壓力試驗(yàn)等不同領(lǐng)域。具有快開門式設(shè)計(jì)、壓力自動(dòng)補(bǔ)償、高精度升降壓等特點(diǎn)。

該設(shè)備的設(shè)計(jì)初衷是為了更好的利用人力資源，節(jié)省人工成本。軟件的自動(dòng)控制、判讀

與自動(dòng)存儲(chǔ)降低了人工判定與記錄的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)提高特種電器制造水平、殼體類零件的檢

測(cè)效率、自動(dòng)化檢測(cè)水平及改善勞動(dòng)條件具有重要意義。

一、深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置的原理

        深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置的**原理是通過模擬深海的高壓、低溫等極端環(huán)境，為科研樣

品提供一個(gè)接近真實(shí)深海的環(huán)境條件。裝置通常由高壓容器、溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、

水質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等組成。

        高壓容器：高壓容器是模擬深海壓力的關(guān)鍵部分，通常采用金屬制成，能夠承受

極大的水壓。通過向容器內(nèi)部注水，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)容器內(nèi)部壓力的精確控制，從而模擬

不同深度的海水壓力。

        壓力控制系統(tǒng)：打壓裝置中的柱塞泵負(fù)責(zé)給釜體內(nèi)提供壓力環(huán)境，來模擬不同深度條件下的海洋環(huán)境。一般來說，每下降100米，壓力將上升1MPa。

        溫度控制系統(tǒng)：深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置中的溫控系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)試驗(yàn)艙內(nèi)部的溫度，以模擬深海不同深度的水溫。通常使用溫控水箱、溫度傳感器以及穿艙接頭等結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制。

        水質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：模擬深海環(huán)境還需要考慮水質(zhì)的影響。水質(zhì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以模擬深海中的

鹽度、溶解氧、營(yíng)養(yǎng)鹽等關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)，為科研樣品提供更為接近真實(shí)深海的水環(huán)境。

二、深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置的實(shí)際應(yīng)用

        深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置不僅為科研人員提供了一個(gè)安全、可控的研究平臺(tái)，而且在多個(gè)

領(lǐng)域具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。以下是幾個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例：

        海洋生物多樣性研究：深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置可用于模擬不同深度的海洋環(huán)境，研究深

海生物在不同環(huán)境條件下的生長(zhǎng)、繁殖和適應(yīng)機(jī)制。這對(duì)于了解深海生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)

的穩(wěn)定性具有重要意義。

        深海資源開發(fā)與利用：深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置可以模擬深海的高壓、低溫環(huán)境，為深海

礦產(chǎn)、能源和生物資源的開發(fā)提供技術(shù)支持。例如，在深海石油和天然氣開采過程中，可以

利用該裝置模擬海底油氣儲(chǔ)層的環(huán)境條件，以評(píng)估開采工藝和設(shè)備的可行性。

        深海工程技術(shù)與裝備研發(fā)：深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置可用于模擬深海工程作業(yè)的環(huán)境條件，

如海洋資源探測(cè)機(jī)械、海底管道等建設(shè)過程中的水壓、溫度等參數(shù)。這有助于評(píng)估工程設(shè)計(jì)的可行性，優(yōu)化工程方案，提高深海工程的安全性和效率。

三、系統(tǒng)概述

臥式高壓釜：起到環(huán)境模擬艙的作用，主要提供外部壓力環(huán)境

打壓裝置：作為試驗(yàn)介質(zhì)的灌注與壓力環(huán)境構(gòu)建單元

計(jì)算機(jī)：負(fù)責(zé)總體控制、數(shù)據(jù)采集與傳輸、人機(jī)交互界面等

壓力管路：打壓裝置控制釜體壓力的媒介

快開執(zhí)行系統(tǒng):液壓系統(tǒng)控制釜蓋的啟閉，減少人工實(shí)驗(yàn)時(shí)間

    卡普蒂姆深海環(huán)境模擬試驗(yàn)裝置使用一個(gè)高壓容器（試驗(yàn)艙）作為壓力環(huán)境模擬倉?？梢阅M深度的海洋壓力環(huán)境，可用于進(jìn)行殼體密封性檢查、外液壓強(qiáng)度試驗(yàn)等壓力測(cè)試。

    本設(shè)備由高壓容器（試驗(yàn)艙）、打壓裝置、計(jì)算機(jī)、壓力管路、快開執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部件組成。高壓容器為模擬環(huán)境主體，負(fù)責(zé)提供穩(wěn)定的壓力環(huán)境。容器內(nèi)的試驗(yàn)介質(zhì)為過濾后的純凈水，由離心泵灌注。

    壓力由打壓裝置中的變頻電機(jī)控制柱塞泵提供，其具有精度高，控壓穩(wěn)定等特點(diǎn)。打壓裝置通過壓力管路，對(duì)釜體內(nèi)壓力環(huán)境進(jìn)行控制；與此同時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從釜體內(nèi)部直接采集壓力數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)參數(shù)。高精度壓力變送器將實(shí)時(shí)傳輸釜體內(nèi)壓力數(shù)據(jù)，并加以記錄和分析。

    試驗(yàn)艙的艙門采用快開式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無需人工控制緊固力，艙門從閉合到鎖緊密封階段全過程可由信號(hào)控制實(shí)現(xiàn)。機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)作由釜蓋旋轉(zhuǎn)與釜蓋抬升兩部分組成，其動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)皆由做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓活塞缸控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、易維護(hù)等特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)過程概述

按一般外殼體強(qiáng)度水壓試驗(yàn)流程，有如下步驟。

        工件裝夾完成后，即可閉蓋注水開始工作。當(dāng)自動(dòng)泄壓閥內(nèi)有水流出時(shí)，證明筒體內(nèi)的空氣已經(jīng)排出。軟件設(shè)定好實(shí)驗(yàn)壓力、保壓時(shí)間、測(cè)試步驟后，啟動(dòng)增壓泵開始打壓。當(dāng)軟件采集到壓力達(dá)到設(shè)定值后，軟件將會(huì)自動(dòng)停止增壓，高壓泵此時(shí)停止工作，進(jìn)入保壓狀態(tài)，并自動(dòng)計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)完畢自動(dòng)泄壓。保壓模式為自動(dòng)保壓，壓力可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償。降壓模式由伺服泄壓閥控制，壓力控制精確。實(shí)驗(yàn)可分階段設(shè)定測(cè)試壓力和時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)前步驟完成后自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)步驟，當(dāng)軟件判斷壓力值達(dá)到上限/下限后停止增壓/降壓。