[发明专利]振动试验设备压力补偿方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及环境力学试验技术领域的一种振动试验设备，具体涉及一种振动试验设备自动压力补偿的方法及装置，其可有效保障振动试验设备在水下，特别是深水区正常工作。

背景技术

电动振动台是将电能转换为机械能的转换器。基本工作原理基于载流导体在磁场中要受到电磁力作用的安培定律。载流导体所受电磁力与导体中电流，导体在磁场中有效长度以及导体所处磁场的磁感应强度成正比，电磁力方向用左手定则决定。电动振动台推力为：F＝BLI，式中B为磁感应强度，L为动圈绕线有效长度，I为动圈绕线中的电流。驱动线圈置于磁体的空气隙中，当在驱动线圈中通一交变电流时，它将使工作台面在磁场中产生相应的交变运动(即振动)。

由于电动振动台的工作是依靠电磁转换的原理，决定了它只能在空气环境中进行，而不能完全暴露在水里。因为通常情况水是导体，会严重影响电磁转换的正常工作。如果电动台要在水下工作，必须将其完全密封，但密封后会造成内外压力差，此压力差将对台面产生一个作用力，使台面向内偏离，压力差随着水深的增加而增加，台面向内偏离越大。电动台要在水下振动必须先克服这种压力差，当压力差较大时电动台将无法工作。参阅图1，以台面直径为400mm的电动振动台1为例，其整体须密封在一外壳体4’中，而其动圈，尤其是台面部经柔性密封圈3与外壳体4环绕密封连接，使电动振动台的导电体与水不直接接触。该电动振动台在50M水深处振动时所承载的水压为3.14×20×20×5＝6280kg，如此大的水压会导致振动台完全无法正常工作。

目前通常采用的方法是在电动振动台的密封结构中充入压缩气体，以抵消电动振动台在深水中压强对台面的作用力，使振动台动圈处于中心位置，此方法只能用于振动台在固定水深中工作，通过计算该深度的压强，在电动振动台的密封结构中充入相同压强的压缩气体，使内外压力相等才能保证振动台正常工作。当工作深度发生变化时，必须改变密封结构内压缩气体的压强，只能在密封体上设置一压缩空气注入口，在入口连接气管引到水面以外来改变气体压强。振动台工作深度越深，此方法实现的难度越大(参阅图1)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种振动试验设备压力补偿方法及装置，其通过改变振动试验设备密封腔体的容积，使内部和外部的气压进行自动补偿均衡处理，保障了振动试验设备在各种压力环境中的正常工作，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种振动试验设备压力补偿方法，其特征在于，该方法为：采用至少一容积可随气室内部和外部的压力差而自动变化的密封气室与振动试验设备的内腔连通组成一密封系统，从而在不同压力环境中维持振动试验设备内部与外部压力的平衡，保障振动试验设备正常工作。

作为优选实施方案，所述密封气室包括一壳体，所述振动试验设备设于该壳体中，且振动试验设备的工作台面与壳体一端柔性环绕密封连接，该壳体另一端设有移动活塞或密封连接有弹性气囊。

更优选的，所述壳体另一端还固定连接有气室盖，所述移动活塞或弹性气囊设置于气室盖与壳体之间，且所述气室盖上分布有一个以上通孔。

所述振动试验设备采用电动振动台。

一种振动试验设备压力补偿装置，包括振动试验设备，其特征在于：该压力补偿装置还包括至少一容积可随气室内部和外部的压力差而自动变化的密封气室，所述密封气室与振动试验设备的内腔连通组成一密封系统。

优选的，所述密封气室包括一壳体，所述振动试验设备设于该壳体中，且振动试验设备的工作台面与壳体一端柔性环绕密封连接，该壳体另一端设有移动活塞或密封连接有弹性气囊。

进一步优选的，所述壳体另一端还固定连接有气室盖，所述移动活塞或弹性气囊设置于气室盖与壳体之间，且所述气室盖上分布有一个以上通孔。

所述振动试验设备采用电动振动台，且所述电动振动台的电缆通过密封接插件从所述壳体中引出。

所述壳体上还设有充气气嘴。

所述弹性气囊采用橡胶皮囊。

本发明通过在振动试验设备上连接至少一密封气室，且密封气室的容积可随着外部的压力变化而变化，从而能够自动保证气室内外压强的平衡，进而保障振动试验设备内部和外部压强的均衡，使振动试验设备在不同压力下均可正常工作。

本发明优选采用如下两种方案：