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行稳致远,长风破浪!奇石乐海事应用水动力测量方案--力传感器与压力传感器

行稳致远,长风破浪!奇石乐海事应用水动力测量方案--力传感器与压力传感器

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放眼所有严苛条件下的海事类测试场景,奇石乐提供的防水测试设备除了涉及振动及噪声监测领域外(点击这里了解:加速度传感器与振动试验解决方案介绍),更进一步包含有拖曳水池、船模测试、船舶推荐性能研究所需的动态力值测量以及晃荡实验和拍击测试中的压力测量。研究人员可针对不同试验条件与对象选择相应的物理量,并尝试各类直接与间接测量的不同组合,通过灵活搭建的奇石乐创新性模块化数据采集方案,为各类严苛的测量过程打造可靠的一站式‍测量链。

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图片一站式测量链 点击查看大图

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于实验船船体上装载的加速度、力传感器以及池壁上配置的压力传感器可满足长时间水下动态测量作业的严苛需求

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灵活配置的测量链及模块化设计的数据采集系统KiDAQ帮助研究人员大大减少研究和开发过程中大量复杂而耗时的测试设置

力传感器防水力值测量

水下力传感器通常用于拖曳水池和拍击或推进研究。压电式力传感器的核心优势是具备超宽测量范围;因此,可测量具有静态预载下的微小力变化(例如,拖曳水池中船模由于小涡流引起的拖曳力变化)。奇石乐力传感器采用焊接密封设计,且电缆装有水下专用密封件,可确保水密性能。

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出厂前,奇石乐即已在压力水箱内对传感器和电缆实施了测试,以确保其可在水下环境中进行可靠测量。奇石乐还可提供经过测试的电缆引线,形成一条完整测量链,以满足客户的水下测量要求。传感器和电缆浸入水中最大深度可达100米(328英尺)时,可确保电荷放大器位于水面之上。因此,通常适用于拖曳水池和拍击测试。

相关产品

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90x7C型三分量力传感器

配有1698AI、1698AC或1698AB型密封电缆

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90x1A型单分量力传感器

配有1983AC型硫化电缆

应用场景

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拖曳水池、船模测试和水上迫降

拖曳水池在许多不同的船模测试中起着关键作用。例如,利用拖曳和自航模型进行阻力和推进测试,以确定达到船厂与船东之间合同上规定的船速所需的引擎功率。拖曳水池还可用在缩小测试中,用以确定船舶的操纵性能。

为扩大其应用范围,拖曳水池也可通过加装额外装置/造波器来测量斜向进流和强迫运动在船舶或水下物体上引起的水动力和力矩或进行耐波性测试。

压电式六分量力传感器或含有三轴压电式传感器的测力仪在所有这些应用中起着关键作用,包括:测量引导力和引导力矩。这些测试中,通常要求传感器具备防水能力。

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推进性能研究和优化

船舶螺旋桨的研究主要聚焦在以下几个方面:工作效率(将旋转轴传递的动力转化为推力)、螺旋桨设计(包括桨叶设计、桨叶数量和桨距)、静噪等。采用螺旋桨的推进系统可能产生多种振动(扭转、轴向/纵向和/横向振动)和辐射水声。

用于研究作用在螺旋桨轴上的力和扭矩的方法还包括静态测试台、气蚀测试水槽和自航模型测试。

点击查看应用案例:

*在水泵、涡轮机和水闸等水力设备上,阻止空化现象发生时形成的蒸汽泡带来的高频压力波,可能会通过表面侵蚀对机械造成损坏。

压力传感器防水压强测量

水动力测试中使用的压力传感器既适用于水面,亦适用于水下。奇石乐凭借拥有的丰富经验,可提供传感器和电缆解决方案,以应对诸如此类的恶劣环境。奇石乐提供了采用硫化接头的螺接和焊接防水或防潮FKM电缆。在水面及无增压水下环境中,应优先选用螺接接头。而在增压水环境,以及需要防止因剧烈振动而造成接头松动的工况下,应首选焊接传感器电缆。

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上述各方案均通过了16 bar(230磅/平方英寸)增压水测试。

相关产品

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601C和603C型传感器

配有螺接或焊接电缆

应用场景

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晃荡测试

采用专用液化天然气(LNG)运输船运输时,若船内罐体未满载,海风和海浪能够引起液化天然气晃荡,从而影响船舶稳定性,并可能使罐体内膜承受沉重载荷;这将可能导致储罐内膜和隔热层结构损坏、泄露,甚至出现罐体破裂。因此,天然气船体的罐体结构必须能够承受液化天然气的晃荡,甚至是在剧烈膨胀的情况下也需要保持结构稳定。

晃荡测试装置通常采用安装在六支撑台架上的液化天然气罐体矩形二维模型;也可以使用小型的三维模型。采用集群配置时,往往将压力传感器安装在罐体模型壁上最易出现严重碰撞的位置。一个集群由一个嵌装在金属块上的传感器阵列组成(直接安装,无需适配器)。采用此配置时,可最大程度缩短传感器之间的安装距离,优化空间分辨率。

压力测量还可以与反作用力测量建立关联;此时,可将专用三轴压电式测力板安装在液化天然气罐体模型与六支撑之间的界面上。

点击查看应用案例:

*荷兰海洋研究所MARIN对于LNG天然气储藏罐的晃荡机理研究

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图片海洋馆工程水池和波浪水池——拍击测试

海洋工程水池(亦被称为波浪水池)通常配备铰接式翻板组成的分段造波器,可产生定向波(规则波或不规则波)。海洋工程水池还可用作耐波性和操纵性测试水池;在相关波浪条件下,验证船舶及其驾驶控制装置的性能和安全性。

此外,需要在开发油气平台或浮动式风电机组时进行全面测试,以成功应对未来的挑战。

通常需要将压力传感器齐平安装在结构物或船体墙壁上。

点击查看应用案例:

*英国独立水力研究协会和伦敦高校合作研究海浪数据模型

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王静
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