深海视频采集系统保护窗口的设计和优化
马俊林,杜杰,刘英
(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 长春 130033)
摘要:保护窗口是深海视频采集系统的关键组件。为提高深海视频采集系统的整体性能,保障深海资源的勘探和开发利用,文章通过力学分析、理论对比和打压试验等过程,对保护窗口进行设计和优化。研究结果表明:球扇形窗口更适合全海深均匀高压环境;与主流窗口材料蓝宝石相比,我国自主研制的YAG透明陶瓷在性能和成本上具有优势;以第四强度理论作为充分准则进行设计,以第一和第二强度理论作为必要条件进行校验,结合有限元力学分析结果,外径为96mm 的半球形保护窗口的最优内径为76mm;对采用该内径尺寸透明陶瓷保护窗口的深海视频采集系统进行全海深压强水下打压试验,有力证实相关理论和设计思想的合理性和可靠性。
关键词:全海深;保护窗口;强度理论;透明陶瓷;有限元力学分析
基金项目:中国科学院战略性先导科技专项项目“全海深深海光学成像技术高光谱成像仪”(XDB06040800).
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