伺服阀滑阀副叠合量快速气动测量及数据分析方法

为了提高电液伺服阀滑阀副的配磨效率,需要缩短叠合量测量时间。采用气动流量法,设计了一套测量气路和对应的测量流程,通过减少阀芯驱动行程实现叠合量快速气动测量。针对气动测量过程中出现的测量压力变化和相邻阀口气体泄漏问题,采用流量转换和曲线相似度分析的方法,获得恒定压力下的流量-位移曲线及相应的叠合量计算方法。通过实验和工程实践验证,该叠合量测量方法精度高、速度快。     

海洋沉积物热导率高精度快速测量系统研究

为了高效精确地对海洋沉积物热导率进行原位探测,针对目前原位探测设备体积大、精度低、操作不便、维护困难等不足,对热脉冲双探针(dual-probe heat-pulse measurement theory,DPHP)热导率快速测量理论,以及该理论中NTC热敏电阻热耗散系数、热时间常数对热导率测量精度的影响进行了研究.在此基础上,设计了一种基于DPHP理论融合热时间常数补偿的海洋沉积物热导率测量系统.运用该探测系统进行了实验测试,测试结果表明,其平均测量速度≤40 s,热导率精度可以达到±0.05.测量速度和精度有了较大提高.     

溶解态深海硫化物的原位测量方法研究

深海海域蕴藏着丰富的矿产、能源和生物资源,具有潜在的巨大经济价值。深海溶解态矿物质是海底热液活动及演化的重要示踪剂。以深海海水中的硫离子为研究对象,以迷你型高功率发光二极管(LED)作为激发光源,采用全光纤传输方式的设计理念,结合基于朗伯-比尔定律的全光谱检测方法和化学显色法,对深海离子矿物质的检测方法开展研究。在数据处理上,采用自行建立的自适应性Savitzky-Golay滤波算法使光谱信噪比提高3~7倍。结果表明:在1s时间分辨率和20mm的有效光程下,系统的检测灵敏度可达0.1μmol/L以下,且在0~32μmol/L浓度范围内具有良好的线性响应特性(相关度R20.99)。     

“蛟龙号”载人潜水器钴结壳取芯器的研究及应用

结合大洋航次开展国际海底矿区调查和科学研究的需要,以及“蛟龙号”载人潜水器的作业特点,分析了取芯器的工作环境、取芯时的工作状态及技术需求;设计研制了可搭载于“蛟龙号”载人潜水器并由机械手进行操作,由自带的深水电池、深水电机驱动,可进行深海底钴结壳取芯的小型电动取芯器;介绍了取芯器的结构组成和工作性能参数,并进行了钻进试验。试验结果表明,所设计的取芯器达到了深海应用要求。     

基于蛟龙号的深海切割采样系统设计与分析

目前通过作业工具配合载人潜器进行深海采样成为一种趋势,通过对蛟龙号机械手的分析和不同深海作业工具的研究,设计一种新型深海矿石切割采样设备。并通过MATLAB软件对机械手以及携带刀具后的切割采样系统进行了工作空间和轨迹分析,比较搭载作业工具前后的作业空间变化,并通过ADAMS软件对几种不同机械手作业姿态的受力进行分析,对潜器的坐底定位和切割作业时机械手的姿态具有指导作用。     

蛟龙号载人潜水器驾驶与操纵训练模拟系统

为了对蛟龙号载人潜水器潜航员及下潜人员开展载人舱内基础操作培训、全流程下潜过程演练和突发情况应急操作培训,本文采用基于高速以太网络的"仿真-反馈"动态实时交互技术将实物、半实物与数字仿真相结合,提出了一套包括蛟龙号仿真本体、数据仿真系统、视景仿真系统、训练教控系统4大子系统的蛟龙号驾驶与操纵训练模拟系统。该系统能够实现蛟龙号本体结构、舱内环境、深海视景、作业流程、故障响应的全功能模拟,能够完成从起吊入水、下潜作业到甲板回收的全流程动态驾驶与操作模拟,达到了大幅降低培训成本,提高培训效率,确保培训安全的目标。该系统能够为我国海洋及其他领域重大装备的特殊人员培训系统开发与建设提供参考借鉴。     

深海桶形基础安装设备设计及试验研究

针对我国深海油气田勘探开发的需求，设计并制造了深海桶形基础安装设备样机，在保证安装设备耐压、密封等前提下，要求设备尺寸及质量尽量小，并能良好工作。对设计的样机进行了15 MPa高压试验，高压试验中采用了与南海相类似的沙子来模拟实际应用环境。试验结果表明：桶形基础实现沉贯，下降位移为11.23 mm，位移精度为1 mm；下降过程桶形基础基本稳定，X轴最大倾角为-1.24°，Y轴最大倾角为0.91°，倾角精度为0.1°，满足技术指标要求。     

大洋富钴结壳的超声测厚

针对载人潜水器水下作业时需对富钴结壳厚度进行实时原位检测的问题,设计了富钴结壳的超声测厚系统,分析了富钴结壳的物理特性及测厚原理,设计了基于ARM处理器芯片测厚系统硬件的方案,该方案根据富钴结壳采样信号的处理,提出了针对富钴结壳的峰值检测算法;最后,在实验室搭建了模拟测试装置,对样品进行了检测。结果表明,利用峰值检测算法可有效识别富钴结壳样品的顶部回波与底部回波时间,并计算出被测结壳的厚度,且准确性高。     

基于LabVIEW的水下储油监控系统研究

对油水置换式水下储油技术进行研究,提出采用油水隔离层的防污染保温油水置换储油方法.同时为了对油水置换式海底储油罐运行状态进行监控,运用现场总现技术和虚拟仪器技术研制了储油罐在线监控系统,实现油水隔离层导热系数在线监测、温度场测控和含水量监测.实验结果表明,该系统结构简单、稳定可靠,具有较高的实用价值.     

陶瓷材料微波烧结腔体温度软测量研究

软测量是近年来检测和过程控制领域涌现出的一种新技术,基本原理是利用易测变量来建立模型计算待测变量。针对微波烧结中温度难以测量的问题,在研究微波温度场的基础上,提出了微波烧结材料仿真软测量的理论方法,通过对非微波加热区温度的测量,根据热传导及界面热阻的理论推导出烧结材料的实际温度。并通过试验,用微波炉模拟微波烧结腔体测得温度数据,建立模型。结果证明:根据试验数据建立的模型与假设的指数神经网络模型很吻合,证明了方法的可行性。