[发明专利]一种水下航行器浮力测量方法

摘要

本发明公开了一种水下航行器浮力测量方法。该方法是通过使用温压传感器来测量密封舱内的气压改变量，从而测量出内外油囊吸排油液的体积。经过计算之后得到浮力的改变量。该测量方法所需的硬件简单、成本低，但测量精确度高，测量速度快，可以通过该方法精确调节水下航行器的浮力大小。本发明对于使用内外油囊调节浮力的水下航行器，提出了一种准确测量航行器内外油囊体积变化的方法，从而可以间接测量水下航行器的浮力改变量。该测量方法所需的硬件简单、成本低，但测量精确度高，测量速度快，可以通过该方法精确调节水下航行器的浮力大小。

主权项

一种水下航行器浮力测量方法，所述水下航行器的浮力调节装置，包括航行器密封壳体、油泵、泵电机、电磁阀、油路、内油囊和外油囊；内油囊装在航行器密封壳体内，壳上装有抽取真空的阀门，壳内还有温压传感器，外油囊安装并暴露在航行器密封壳体的外部；油泵通过油路分别与内油囊和外油囊连接，泵电机驱动油泵将内油囊的储油抽到外油囊；从外油囊到内油囊还设有由单向电磁阀控制通闭的单向油路；其特征在于：所述水下航行器浮力测量方法包括以下步骤：(1)通过抽取真空将航行器密封壳体内的气压设定为0.6个标准大气压，即所谓的负压；在最开始的通信状态时，内外油囊各有一半的油量；打开回油路上的电磁阀，外油囊中的油在外部海水压力的作用下自动流回内油囊，实现排水体积的减小，使水下航行器浮力减小，当浮力小于其重力时航行器下沉；在这个过程中，内油囊的体积变大，密封舱内的气压增大，通过温压传感器测量气压值并进行温度补偿；通过内油囊油量改变前后所测得的气压值得到气压改变量，通过计算得到舱内气体的体积变化量，即内油囊的体积变化；由于外油囊体积的变化相应等于内油囊体积的变化，这样可得到航行器整体浮力变化情况；(2)泵电机通过驱动油泵把内油囊的油打到外油囊，并用单向电磁阀保证油不会回流，由于外油囊装在航行器的机壳外面且暴露于海水中，外油囊充油量的增加，加大了排水体积，使得航行器的浮力增加，当浮力大于重力时航行器开始上升；在这个过程中，浮力的测算原理与下沉过程相同；(3)航行器通过温压传感器测得的气压变化量来检测油囊体积的变化量，从而算出自身浮力的改变，以此控制自身净浮力；由此航行器完成了上升与下降的运动过程，并且可以求得浮力的改变量。