×
25.08.2017
217.015.d1b0

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВЫХ ДАВЛЕНИЙ НА КОРПУС СУДНА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к океанологической технике, а именно к средствам мониторинга волновых нагрузок, и может быть использовано для оценки волновых давлений при различных режимах эксплуатации судов. Заявленное устройство для определения волновых давлений на корпус судна, выполненное в виде измерительной панели, содержит по меньшей мере один датчик давления, состоящий из герметичной полости в измерительной панели, воспринимающей внешние давления мембраны, наполнителя герметичной полости и чувствительного элемента - пьезорезисторной молекулярной пленки, при этом в качестве наполнителя герметичной полости используется газообразная среда, а мембрана выполнена из материала с модулем упругости, не превышающим 10 Па. Технический результат заключается в получении эпюры волновых давлений при различных режимах эксплуатации судов с существенно более высокой разрешающей способностью, а также в повышении чувствительности измерительной панели и обеспечении возможности ее применения для измерения волновых нагрузок. 2 ил.

Изобретение относится к океанологической технике, а именно к средствам мониторинга волновых нагрузок и может быть использовано для оценки волновых давлений при различных режимах эксплуатации судов.

Известным является прибор для измерения величины волнового давления, основным принципом работы которого является измерение деформации упругих элементов при воздействии на них волновых нагрузок (патент СССР, №129044, «Прибор для измерения величины волнового давления», 1960).

Недостатком известного прибора является низкая разрешающая способность прибора и сложность определения эпюры распределения волновых давлений.

Также известна измерительная панель ледового давления, основным принципом которой является измерение ледовых давлений при помощи пьезорезисторной молекулярной пленки с использованием полимера для редуцирования внешних нагрузок - прототип (патент RU 2559122 «Измерительная панель ледового давления на основе пьезорезисторной молекулярной пленки (варианты)», 2013).

Недостатком прототипа является его низкая чувствительность, обусловленная высокой жесткостью воспринимающих нагрузку элементов, что делает невозможным его применение для измерения волновых нагрузок, а также низкая разрешающая способность, обусловленная необходимостью обеспечивать прочность панели при воздействии ледовых давлений.

Цель изобретения состоит в повышении чувствительности измерительной панели и обеспечении возможности ее применения для измерения волновых нагрузок, увеличении разрешающей способности устройства для измерения эпюры волновых давлений.

Устройство для определения волновых давлений на корпус судна, выполненное в виде измерительной панели, содержит, по меньшей мере, один датчик давления, состоящий из герметичной полости в измерительной панели, воспринимающей внешние давления мембраны, наполнителя герметичной полости и чувствительного элемента - пьезорезисторной молекулярной пленки. В качестве наполнителя герметичной полости используется газообразная среда, а мембрана выполнена из материала с модулем упругости, не превышающим 109 Па.

Принципиальная схема измерительной панели представлена на рисунке (Фиг. 1). На измерительной панели 1, выполненной из металла, расположены датчики давления 2. Внутри датчиков давления расположен чувствительный элемент 3, в качестве которого используется пьезорезисторная молекулярная пленка. Сигнал от чувствительных элементов 3 отводится по специальным кабель-каналам 4. Измерительная панель 1 крепится на борте судна с наружной стороны таким образом, чтобы середина панели располагалась на уровне ватерлинии.

Устройство датчика давления 2 изображено на Фиг. 2. Датчик состоит из герметичной полости 5, воспринимающей внешние давления мембраны 6, наполнителя герметичной полости, чувствительного элемента 3 и кабель-каналов 4. Герметичная полость 5 расположена внутри измерительной панели 2. Со стороны, которая воспринимает волновые давления, датчик давления 2 имеет податливую стенку-мембрану 6, выполненную из материалов с низким значением модуля упругости (в диапазоне до 109 Па). На противоположной мембране стенке герметичной полости 5 расположен чувствительный элемент 3 с кабель-каналами 4. Герметичная полость 5 заполняется наполнителем, в качестве которого используется газообразная среда.

Устройство работает следующим образом. При воздействии внешней волновой нагрузки на измерительную панель 1 и, в частности, на датчик давления 2 происходит деформирование мембраны 6. При деформировании и прогибе мембраны внутренний объем газа в герметичной полости 5 уменьшается. Изменение внутреннего объема приводит к изменению внутреннего давления, что регистрирует чувствительный элемент 3 - пьезорезисторная молекулярная пленка. Сигнал изменения состояния чувствительного элемента передается по кабель-каналам 4.

В качестве чувствительного элемента в представленной панели используется пьезорезисторная молекулярная пленка. Основными особенностями такого элемента является высокая чувствительность на изменение давления, совмещенная с толщиной порядка 25÷30 мкм. Величина изменения давления определяется путем измерения внутреннего сопротивления чувствительного элемента. Использование в качестве чувствительного элемента пьезорезисторной молекулярной пленки позволяет создавать датчики малых размеров и высокой точности.

Воздействие волновых нагрузок на мембрану датчика давления вызывает деформацию мембраны. При деформировании изменяется объем и давление газа в герметичной полости. Поскольку изменение давление газа значительно меньше внешних волновых давлений (за счет накопления мембраной упругой энергии при деформировании), происходит редуцирование измеряемой нагрузки до диапазона чувствительности пьезорезисторной молекулярной пленки.

Минимальный размер герметичной полости датчика давления определяется податливостью мембраны и размерами чувствительного элемента. Подбор материала для мембраны осуществляется из расчета, что стрела прогиба при максимальных значениях волновых давлений не должна превосходить высоту (расстояния от мембраны до противоположной стенки герметичной полости) датчика давления. Также стрела прогиба должна быть такой, что изменение объема газа в герметичной полости повлекло бы такое изменение давления, которое мог бы зарегистрировать чувствительный элемент. Поэтому мембрана должна быть выполнена из материала с модулем упругости, не превышающим 109 Па. Минимальный размер герметичной полости по длине и ширине определяется размером чувствительного элемента. Использование пьезорезисторной молекулярной пленки позволяет существенно уменьшить размеры герметичной полости и, как следствие, существенно увеличить количество датчиков давления на измерительной панели и разрешающую способность в целом.

Количество, взаимное расположение и форма датчиков давления являются предметом варьирования в зависимости от требуемой разрешающей способности. Возможны варианты использования различной геометрии герметичных полостей в датчиках давления. Возможны варианты непрерывного заполнения поверхности измерительной панели датчиками давления либо на определенном расстоянии друг от друга. Общая площадь датчиков давлений может достигать 80% площади измерительной панели благодаря использованию тонких стенок между герметичными полостями. Это возможно вследствие низких требований к обеспеченности прочности измерительной панели для большинства значений волновых нагрузок. За счет утонения стенок (по отношению к прототипу) между соседними датчиками давления достигается увеличение разрешающей способности устройства для измерения эпюры волновых давлений.

Техническим результатом устройства является получение эпюры волновых давлений при различных режимах эксплуатации судов с существенно более высокой разрешающей способностью, чем в прототипе.

Устройство для определения волновых давлений на корпус судна, выполненное в виде измерительной панели, содержащей по меньшей мере один датчик давления, состоящий из герметичной полости в измерительной панели, воспринимающей внешние давления мембраны, наполнителя герметичной полости и чувствительного элемента - пьезорезисторной молекулярной пленки, отличающееся тем, что в качестве наполнителя герметичной полости используется газообразная среда, а мембрана выполнена из материала с модулем упругости, не превышающим 10 Па.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВЫХ ДАВЛЕНИЙ НА КОРПУС СУДНА
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВЫХ ДАВЛЕНИЙ НА КОРПУС СУДНА
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВЫХ ДАВЛЕНИЙ НА КОРПУС СУДНА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 47 items.
25.08.2017
№217.015.c7fd

Способ погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного объекта

Изобретение относится к области судостроения и морского транспорта, касается вопроса погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного объекта, к которому относится, в частности, подводное нефтегазопромысловое оборудование и подводное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619154
Дата охранного документа: 12.05.2017
26.08.2017
№217.015.deee

Способ обнаружения образования солевого отложения, загрязненного радионуклидами природного происхождения, на внутренних поверхностях колонн насосно-компрессорных труб нефтегазодобывающих морских платформ

Изобретение относится к технике радиометрических измерений при обращении с радиоактивными веществами. Способ обнаружения образования солевого отложения, загрязненного радионуклидами природного происхождения, на внутренних поверхностях колонн насосно-компрессорных труб нефтегазодобывающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624991
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed84

Накладной феррозондовый шунт

Изобретение относится к метрологии, в частности к накладным феррозондам. Устройство содержит замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проводимость материала изделия в десятки раз и более, выполнен в виде фермы с поперечными арочными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628735
Дата охранного документа: 21.08.2017
19.01.2018
№218.016.00e4

Способ регулирования температуры в термокамере

Изобретение относится к проведению тепловакуумных испытаний космических объектов. Способ регулирования температуры в термокамере включает нагрев объекта испытаний в вакууме, измерение текущего значения температуры T на объекте испытаний, измерение текущего значения температуры Т на объекте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629645
Дата охранного документа: 30.08.2017
20.01.2018
№218.016.1b2d

Способ эксплуатации подводных аппаратов

Изобретение относится к способам эксплуатации вооружения и военной техники, в частности к способам хранения и подготовки к пуску подводных аппаратов. Для эксплуатации подводных аппаратов на носитель загружают подводные аппараты (ПА) и размещают их на оборудованных для хранения местах....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635939
Дата охранного документа: 17.11.2017
20.01.2018
№218.016.1cbf

Подводный аппарат комплексный

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов и физического воздействия на них. Подводный аппарат комплексный состоит из головной части, в которой размещаются автономная система самонаведения, заряд взрывчатого вещества, взрыватели...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640598
Дата охранного документа: 10.01.2018
20.01.2018
№218.016.1e4f

Судовой движитель

Изобретение относится к области судостроения, а именно к судовым движителям с уменьшенным уровнем вибрации и излучаемого шума. Судовой движитель содержит ступицу, лопасти и прокладку из вибродемпфирующего материала между ними. Лопасти имеют комель на продолжении наружной профилированной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640910
Дата охранного документа: 12.01.2018
04.04.2018
№218.016.2ed3

Цилиндропоршневая группа

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям поршневых машин. Цилиндропоршневая группа содержит втулку цилиндра (1), поршень (2) с бобышками (3), компрессионные и маслосъемные кольца (4). В полый поршневой палец (5) установлены две вставки (6). Между вставками (6)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644434
Дата охранного документа: 12.02.2018
10.05.2018
№218.016.39f4

Воздухоочистительное устройство для судовых энергетических установок

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам очистки воздуха, подаваемого в судовой двигатель для горения топлива, преимущественно газотурбинным, для которых требования по содержанию воды и соли, например морской, являются наиболее жесткими. Воздухоочистительное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647171
Дата охранного документа: 14.03.2018
10.05.2018
№218.016.3e7b

Система освещения подводной обстановки

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска подводных объектов и наблюдения за подводной средой. Система освещения подводной обстановки (СОПО) состоит из пункта управления - надводного корабля и/или берегового поста, автономного необитаемого подводного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648546
Дата охранного документа: 26.03.2018
Showing 31-40 of 40 items.
25.08.2017
№217.015.c7fd

Способ погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного объекта

Изобретение относится к области судостроения и морского транспорта, касается вопроса погрузки, транспортировки и установки на морское дно тяжеловесного и крупногабаритного морского подводного объекта, к которому относится, в частности, подводное нефтегазопромысловое оборудование и подводное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619154
Дата охранного документа: 12.05.2017
26.08.2017
№217.015.deee

Способ обнаружения образования солевого отложения, загрязненного радионуклидами природного происхождения, на внутренних поверхностях колонн насосно-компрессорных труб нефтегазодобывающих морских платформ

Изобретение относится к технике радиометрических измерений при обращении с радиоактивными веществами. Способ обнаружения образования солевого отложения, загрязненного радионуклидами природного происхождения, на внутренних поверхностях колонн насосно-компрессорных труб нефтегазодобывающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624991
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.ed84

Накладной феррозондовый шунт

Изобретение относится к метрологии, в частности к накладным феррозондам. Устройство содержит замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проводимость материала изделия в десятки раз и более, выполнен в виде фермы с поперечными арочными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628735
Дата охранного документа: 21.08.2017
19.01.2018
№218.016.00e4

Способ регулирования температуры в термокамере

Изобретение относится к проведению тепловакуумных испытаний космических объектов. Способ регулирования температуры в термокамере включает нагрев объекта испытаний в вакууме, измерение текущего значения температуры T на объекте испытаний, измерение текущего значения температуры Т на объекте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629645
Дата охранного документа: 30.08.2017
20.01.2018
№218.016.1b2d

Способ эксплуатации подводных аппаратов

Изобретение относится к способам эксплуатации вооружения и военной техники, в частности к способам хранения и подготовки к пуску подводных аппаратов. Для эксплуатации подводных аппаратов на носитель загружают подводные аппараты (ПА) и размещают их на оборудованных для хранения местах....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635939
Дата охранного документа: 17.11.2017
20.01.2018
№218.016.1cbf

Подводный аппарат комплексный

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов и физического воздействия на них. Подводный аппарат комплексный состоит из головной части, в которой размещаются автономная система самонаведения, заряд взрывчатого вещества, взрыватели...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640598
Дата охранного документа: 10.01.2018
20.01.2018
№218.016.1e4f

Судовой движитель

Изобретение относится к области судостроения, а именно к судовым движителям с уменьшенным уровнем вибрации и излучаемого шума. Судовой движитель содержит ступицу, лопасти и прокладку из вибродемпфирующего материала между ними. Лопасти имеют комель на продолжении наружной профилированной части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640910
Дата охранного документа: 12.01.2018
04.04.2018
№218.016.2ed3

Цилиндропоршневая группа

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям поршневых машин. Цилиндропоршневая группа содержит втулку цилиндра (1), поршень (2) с бобышками (3), компрессионные и маслосъемные кольца (4). В полый поршневой палец (5) установлены две вставки (6). Между вставками (6)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644434
Дата охранного документа: 12.02.2018
24.07.2020
№220.018.37f2

Судно для транспортировки сжиженного природного газа и способ его строительства

Изобретение относится к области транспортного судостроения, средствам морской транспортировки и хранения сжиженного природного газа (СПГ) и касается вопроса создания судна-газовоза и грузовой емкости для транспортировки и хранения СПГ. Предложено судно для транспортировки СПГ, включающее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727768
Дата охранного документа: 23.07.2020
23.05.2023
№223.018.6cb8

Способ захолаживания системы космического объекта, работающей в вакууме, при моделировании условий штатной эксплуатации

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к наземным тепловакуумным испытаниям космических объектов. Способ захолаживания системы космического объекта, работающей в вакууме, при моделировании условий штатной эксплуатации заключается в том, что устанавливают испытываемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002771263
Дата охранного документа: 29.04.2022
+ добавить свой РИД