(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210740934.3 (22)申请日 2022.06.28 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路 申请人 北京玻钢院复合材 料有限公司 (72)发明人 沈克纯　蒋雷雷　潘光　施瑶　 黄桥高　杨兆骐　魏然峰　姜军　 张新虎　王鹏飞　宋江　 (74)专利代理 机构 西安凯多 思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 61290 专利代理师 云燕春 (51)Int.Cl. G01B 11/02(2006.01) G01B 11/16(2006.01) G01N 3/02(2006.01)G01N 3/12(2006.01) (54)发明名称 一种耐压壳体空间位移测量机构和方法 (57)摘要 本发明一种耐压壳体空间位移测量机构和 方法， 属于位移测量技术领域； 该测量机构包括 工作平台、 图像模块、 高压釜釜体， 所述高压釜釜 体放置于工作平台上， 图像模块 设置于高压釜釜 体正上方； 通过所述工作平台使得高压釜釜体底 面水平放置， 保证其轴向垂直于地面； 通过所述 高压釜釜体进行壳体耐压实验； 通过所述图像模 块捕获壳体内壁空间位置图像， 并进行解算， 得 到壳体在静水压力作用下的位移值。 所述高压釜 为敞开式， 当壳体进行压力测试时能够时刻 观察 壳体内壁面的变形情况。 数字图像相关系统是通 过光学原理测量物体变形的， 它可以测量空间瞬 时位移值； 将两者结合可以在一次实验中同时获 得壳体结构在受外压的过程中某一位置处的三 维空间位移值。 权利要求书2页 说明书5页 附图9页 CN 115183678 A 2022.10.14 CN 115183678 A 1.一种耐压壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 包括工作平台、 图像模块、 高压釜釜 体， 所述高压釜 釜体放置 于工作平台上， 图像模块设置 于高压釜 釜体正上 方； 通过所述工作平台使得高压釜 釜体底面水平放置， 保证其轴向垂直于地 面； 通过所述高压釜 釜体进行壳体耐压实验； 通过所述图像模块捕获壳体内壁空间位置 图像， 并进行解算， 得到壳体在静水压力作 用下的位移值。 2.根据权利要求1所述耐压 壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 所述高压釜釜体为中 空且上端开口的柱状结构， 其开口端密封安装有高压釜密封端盖； 所述高压釜密封端盖开 有中心通 孔， 作为观察窗。 3.根据权利要求2所述耐压 壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 所述耐压 壳体为一端 开口的套筒结构， 置于高压釜釜体内， 其开口端通过法兰结构与高压釜密封端盖的下端面 同轴密封连接， 其外壁面和高压釜釜体内壁面之间形成密封环腔， 注水、 增压后对壳体产生 静水压力； 若干个涂有散斑点的标定物沿周向均布于耐压 壳体的内周面， 所述摄像机从观察窗捕 捉壳体内壁 面上标定物的位置变化信息 。 4.根据权利要求3所述耐压 壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 所述高压釜密封端盖 为双层法兰盘， 其大径端与高压釜釜体开口端的法兰结构密封连接， 小径端伸入高压釜釜 体内； 高压釜密封端盖的小径端外径与高压釜釜体内径一致， 端面与耐压壳体的法兰结构 密封连接； 所述高压釜密封端盖上安装有注水接头， 所述注水接头一端通过螺纹旋入高压釜密封 端盖内， 另一端与加压控制台的水管连接， 使其能够按照设置的增压速率对壳体进行注水 加压。 5.根据权利要求4所述耐压 壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 所述高压釜密封端盖 通过沿周向设置多组螺栓、 弹性垫圈、 螺母与高压釜釜体开口端的法兰结构固定， 通过密封 圈实现安装面的密封； 所述高压釜密封端盖的大端外周面上对称设置有两个把手， 便 于安装和拆卸。 6.根据权利要求2所述耐压 壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 所述图像模块包括摄 像机和数字图像相关模块， 两个所述摄像机通过安装架固定于高压釜釜体的观察窗正上 方， 用于拍摄记录壳体内标定物的位置变化信息， 并将记录的位置信息传入数字图像相关 模块中进行解 算， 进而求出壳体在外 压作用下的位移值。 7.根据权利要求6所述耐压 壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 所述安装架包括相机 支架、 云台、 铝合金型材、 摄像机安装底座； 所述相机支架为三脚架结构， 支撑于工作平台 上； 所述云台安装于相 机支架上； 所述摄像机通过摄像机安装底座和铝合金型材固定于云 台上。 8.根据权利要求7所述耐压 壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 所述云台的下端与相 机支架转动连接， 能够调整安装于其上的摄像机的角度， 其上端为可移动开口钳 结构， 作为 铝合金型材安装槽； 通过安装于可移动开口钳活动端的紧固旋钮， 调节铝合金型材安装槽 的宽度， 实现铝合金 型材的紧固。 9.根据权利要求8所述耐压 壳体空间位移测量机构， 其特征在于： 两个所述铝合金型材权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115183678 A 2通过型材连接螺母垂直固定， 位于下方 的铝合金型材固定于云台的铝合金型材安装槽内； 所述摄像机通过摄 像机安装底座 安装于位于上 方的铝合金 型材。 10.一种权利要求5 ‑9任一项所述耐压 壳体空间位移测量机构的安装方法， 其特征在于 具体步骤如下： 步骤一： 将所述工作平台置于水平地面上， 并将所述高压釜釜体和相机支架放置在工 作台上； 步骤二： 向所述高压釜釜体 内注入一定量的水， 保证后续加压时， 以较少的注水量即可 达到加压的效果； 步骤三： 用 胶水将喷涂有散斑点的标识物粘贴在壳体内壁面的指定位置， 且保证涂有 散斑点的平面朝上； 步骤四： 在所述高压釜密封端盖的密封槽内放入密封圈， 将贴有标定物的耐压壳体通 过内六角螺钉固定连接在高压釜密封端盖上； 步骤五： 在所述高压釜釜体的法兰结构上密封槽内放置密封圈， 将高压釜密封端盖放 置与高压釜釜体的法兰结构上， 通过螺栓、 螺母、 弹性垫圈将高压釜釜体和高压釜密封端盖 固连； 步骤六： 将所述注水接头一端旋入高压釜密封端盖端面上的螺纹孔中， 另一端与控制 台上的水 管相连， 完成高压釜加压装置的安装； 步骤七： 通过螺栓、 螺母将云台安装在相机支架上， 然后将第一个铝合金型材沿其凹槽 放入云台中， 转动云台上 的紧固旋钮带动可移动开口钳运动， 与铝合金型材形成型面约束 并夹紧型 材， 确保型 材不会发生移动； 步骤八： 将第二个铝合金型材通过内六角螺钉、 型材连接件和型材连接螺母固定在第 一个铝合金 型材上； 步骤九： 将所述摄像机安装在摄像机安装底座上， 然后将摄像机安装底座沿凹槽插入 铝合金型材中， 最后通过内六角螺钉、 型 材连接件、 型 材连接螺母将摄 像机安装底座固定； 步骤十： 将摄像机通过网线与数字 图像相关模块相连， 调整摄像机的视角及相机支架 的高度、 位置， 使两个摄像机均能清晰的捕捉到标定物上的散斑点； 完成整个测量机构的安 装。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115183678 A 3