[发明专利]一种耐低温便携式海冰拉压试验机系统

说明书

一种耐低温便携式海冰拉压试验机系统，属于海冰力学性质实验技术领域。包含实验台和控制台两部分，二者通过数据线连接。实验台用于加载海冰试样，采用伺服电机作为传动系统，伺服电机上方设置两个压头，压头之间用于安装海冰试样；固定压头端设有压力传感器、位移传感器，用于测试海冰试样的应力与应变变化情况，通过数据线传输到控制台中的数据采集系统。控制台主要包括数据采集系统、饲服电机控制系统与温度控制系统，用于控制系统工作和数据采集。饲服电机控制系统用于控制加载情况；温度控制系统防止设备在低温下失效。本发明能够在冰区现场低温、高湿等条件下正常运行，进行海冰实验，且方便在冰雪环境下运输。

技术领域

本发明属于海冰力学性质实验技术领域，涉及到冰区现场低温环境下的海冰实验与数据采集工作，尤其涉及一种耐低温便携式海冰拉压试验机系统。

背景技术

近年来，随着对寒区油气资源与海洋运输的开发，海冰的力学性质越发引起人们的关注。准确分析海冰与结构间的相互作用对冰区结构的设计和安全运行具有重要意义。而海冰的基本力学性质是研究冰与结构之间相互作用的重要基础。由于自然界中的海冰温度与其结冰点较为接近，因此海冰的强度对温度变化十分敏感。为得到准确的海冰强度，通常在取样现场开展实验更为可靠。冰区现场通常伴随着强风、低温、高湿等恶劣条件，体积庞大的设备不利于运输，且低温环境对电器元件的影响较大。因此发明一种便携式且能够抵抗冰区现场强风、低温、高湿等恶劣条件海冰实验系统有广泛的应用前景。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种耐低温便携式海冰拉压试验机系统，能够在冰区现场低温、高湿等条件下正常运行，且方便在冰雪环境下运输。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种耐低温便携式海冰拉压试验机系统，主要由实验台和控制台组成，二者通过数据线连接。

所述的实验台包括压力传感器1、位移传感器、压头2、伺服电机3、海冰试样5，用于加载海冰试样，具体为通过伺服电机控制压头的升降从而对海冰试样形成轴向拉压载荷，试验台的加载空间根据海冰试样进行设计，使设备总机重量与体积大幅降低，便于冰区现场的运输与移动。

所述的实验台采用伺服电机3作为传动系统，作为载荷输入，严格控制加载速率，使得海冰试样的测试数据更加准确，伺服电机3上设有电源线、数据线接口6，分别与外部电源和电源线、数据线接口12中的数据线接口连接，电源线、数据线接口12中的电源线接口与外部电源连接；所述的伺服电机能够提供高分辨率的加载速率，便于测量在不同加载速率下的海冰力学性质。伺服电机3上方设置两个压头2，压头2之间用于安装海冰试样5；固定压头2端设有压力传感器1、位移传感器，其上设有数据线接口4，用于测试海冰试样5在拉压过程中应力与应变的变化情况，通过数据线传输到控制台中的数据采集系统。

由于设备需在冰区现场低温条件下实验，避免受温度影响，所述的传动系统包括减速机与涡轮蜗杆，均采用机械传动，受温度的影响较小，能够确保传动设备在低温下正常有效运行；传动系统中的变速箱及传动装置均采用航空润滑油，防止普通润滑油低温冷凝而影响系统的传动、制动功能，避免低温环境下润滑油的凝固情况。

所述的控制台为核心电器元件，主要包括数据采集系统、饲服电机控制系统与温度控制系统，用于控制系统工作和数据采集。

所述的饲服电机控制系统包括显示器8、数据采集及系统控制机箱9，用于控制伺服电机3的升降和加载速率，进而通过伺服电机3实现对加载横梁的控制，带动控制压头2的升降，即控制加载情况。