[发明专利]一种载人深潜器观察窗蠕变检测装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种载人深潜器观察窗蠕变检测装置及其使用方法，通过在窗座上向着观察窗的方向设置激光发射组件和激光接收组件，并配装反射面，由激光发射组件发出的激光经两道反射面后最终被激光接收组件接收形成激光光路，通过两个反射面之间的激光光路与观察窗小端中心之间的相对位置或是相对距离，即激光光路的通断情况，来对观察窗进行轴向位移测量和监测预警；本发明的检测装置能够通过测量和监测可靠获知观察窗小端中心相对于窗座的位移状况，整体安装、使用方便，适用性好，且位于窗座的边缘处，不仅对空间占用小，而且对舱内人员的观察视野影响也小，尤其适用于水下航行过程中观察窗的实时蠕变监测。

技术领域

本发明涉及载人深潜器技术领域，尤其是一种载人深潜器观察窗蠕变检测装置及其使用方法。

背景技术

载人深潜器观察窗通常由有机玻璃材料制备而成，其主要结构形式为锥台形。深潜器下潜时，外部压力逐渐增加，观察窗由于水压作用产生瞬时变形的同时，还会整体挤向窗座并与窗座在锥面上发生相对滑移。另外，由于有机玻璃属于粘弹性材料，在高压作用下存在蠕变现象，深潜器作业时，即使水深不变，外部介质压力保持一定，有机玻璃观察窗因蠕变而产生的变形量仍会持续增加。锥台形有机玻璃观察窗的变形在宏观上主要体现为结构整体相对于窗座的轴向位移，其关键测量点为观察窗小端面圆心位置。

现有对于观察窗蠕变变形的位移测量方法主要为接触式位移计和非接触式激光测量两种方式。

现有接触式位移计的使用存在两点不足：(1)需要在窗座上安装夹持装置以确保位移计主轴与观察窗小端面垂直，但深潜器舱内空间十分有限，这类工装的布置不便于舱内潜航员活动；(2)接触式位移计需要全程与被测物接触，会对观察窗的观察视野产生遮挡，影响舱内人员的观察。

而现有的非接触式激光测量也存在两点不足：(1)同样需要工装来固定激光发射装置，因此也会占用舱内空间；(2)光在沿直线传播时，很容易被靠近观察窗的舱内人员遮挡，没有足够的测量空间。

因此，上述对于观察窗蠕变变形的位移测量方法，对于空间的需求和使用都较高，由于蠕变形变是水下状态下观察窗的持续过程，因此现有位移测量的装置都极大地影响了人员在舱内的其他正常活动。

除此之外，由于不允许在观察窗端面涂画记号以免产生划痕或影响观察效果，每次测量前都需要先借助其他工具重新确定圆心位置，并在测量后进行清除，不仅圆心位置的确定具有一定的操作难度，而且整体过程处理起来也是费时费力。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的载人深潜器观察窗蠕变检测装置及其使用方法，从而能够通过检测和监测可靠获知观察窗的形变状况，并且装置整体安装、使用方便，位于窗座边缘处的特点不仅对空间占用小，而且对舱内人员的观察视野影响也小，整体适用性好，尤其适应于蠕变状态下的持续使用。

本发明所采用的技术方案如下：

一种载人深潜器观察窗蠕变检测装置，包括观察窗，观察窗容纳安装于窗座的开孔中，观察窗外圆周壁面通过外锥面结构与开孔的锥形部贴合固定，位于观察窗小端外部的开孔延伸为直孔；所述直孔孔口同一直径方向的两端分别安装有激光发射组件和激光接收组件，激光发射组件的发光端、激光接收组件的接收端相互平行设置并均沿着直孔的内壁面垂直朝向观察窗的小端；所述激光发射组件发光端轴向外部、激光接收组件接收端轴向外部，均设置有反射面，从激光发射组件发出的激光经两道反射面的反射后射入激光接收组件，形成激光光路；位于两道反射面之间的激光光路与观察窗小端中心之间存在距离，或者该激光光路被观察窗小端中部阻挡。

作为上述技术方案的进一步改进：

还包括光路调整机构，由光路调整机构对反射面进行观察窗轴向方向上的位置调整，从而调节观察窗轴向端部与激光光路之间的距离。

激光发射组件、激光接收组件分别通过光路调整机构固定安装于窗座直孔孔口处，光路调整机构上移动设置有反射面。