[发明专利]同时测量纤维缠绕金属内衬压力容器的温度和压力的装置

权利要求书

1.一种同时测量纤维缠绕金属内衬压力容器的温度和压力的装置，包括电阻测量单元；其特征在于，该装置还包括：电容测量单元、电路切换单元、分析输出单元和多根导电纤维；

金属内衬压力容器的容器壁由内向外依次为金属内衬层和增强纤维层，各导电纤维均敷设于金属内衬层和增强纤维层之间；导电纤维的外侧涂覆有粘结树脂，其长度的中间段沿环向缠绕金属内衬层多圈，且两端沿轴向延伸至容器出口端或尾部并引出；各导电纤维的环向缠绕位置呈等间距布置；

各导电纤维的端部均通过电路切换单元分别接至电容测量单元和电阻测量单元，以实现电路的连接与切换；分析输出单元分别与电阻测量单元和电容测量单元相接，分析输出单元具有数据输出端口。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括显示器终端，通过信号线接至所述数据输出端口。

3.利用权利要求1所述装置同时测量纤维缠绕金属内衬压力容器的温度和压力的方法，其特征在于，包括：

(一)对压力容器内部温度的测量

利用电路切换单元和电阻测量单元，测量得到各导电纤维的电阻值变化情况；然后根据传感器测温原理，通过电阻值变化计算得到各导电纤维的温度值；对多根导电纤维的温度值数据取平均值，以此作为压力容器内部的温度数值；

(二)对压力容器内部压力的测量

导电纤维与粘结树脂、金属内衬层共同构成了电容器结构，压力容器内部压力的变化会导致容器环向周长的变化，并使位于导电纤维和金属内衬层之间的粘结树脂产生形变，进而使电容值发生变化；利用电路切换单元和电容测量单元，测量得到各导电纤维对应的电容值数据；然后根据下式得到相应的压力值数据：

p=ET(C0C-1)]]>

式中，p是某根导电纤维所处位置的压力值，当为负值时其数值大小代表相对压力，为正值时其数值大小代表真空度；C₀是压力容器内与大气压力相对为零时的初始电容值，C是压力容器内压力变化后的电容值，E_T是粘结树脂的弹性模量，与导电纤维的温度值相关；

对多根导电纤维的压力值数据取平均值，作为压力容器内部压力值的最终结果。