大型科研仪器是科研实现原创性突破的利器，开放共享开辟了科技创新的新赛道。为促使我校大型仪器共享与服务水平上一个新的台阶，让“器”的投入最终在“智”上显出更广更大的效应和价值，实验室与设备管理处微信公众号将陆续推出“大仪说”系列报道，旨在帮助校内外用户深入了解学校大型科研仪器设备，促进共享与合作。
大仪速写
在海洋的最深处——马里亚纳海沟，一条由浙江大学李铁风教授团队研制的仿生软体智能机器鱼在海下10900米处游弋。这条创造了万米深海自带能源、自主游动的机器鱼，正式下潜之前是在高压实验舱里完成历练的。在模拟深海110MPa压力环境的高压试验舱里,机器鱼要进行各种游动试验，以验证结构的可行性。
浙江大学机电控制技术与工程研究所副所长吴世军教授说，深海设备的耐压性能是其最重要的性能指标之一，几乎所有深海机电装备（包括传感器、采样器、潜水器等）在海试前都要进行耐压测试。因此，高压试验舱是做深海装备研究必不可少的试验设备平台，是每一个深海装备在面临真正的深海考验前必经的模拟“考官”。
为满足研究需要，2022年5月，浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室（现更名为“流体动力基础件与机电系统全国重点实验室”）新引进了一台160MPa超高压试验舱。这台占地不到30平米的仪器，却可以模拟世界海洋最深处的水压，可用于测试装备是否具有覆盖全球广阔海域的作业能力。
试验平台的主系统通体呈橙红色，在实验室中显得非常亮眼。系统主要包括机架、工作缸两部分，圆筒形的工作缸内储有淡水，用于放置待测样品，数条明黄色高压管路则将主系统和增压系统连接在一起。“这台设备有几十吨重，当时搬进实验室时是用吊车的长臂运送的。”吴世军教授介绍道。由于重量太大，设备附近的地面还留有搬运卸载时留下的一道一米余长的裂痕。
设备启动后，伴随着机械的低鸣，圆拱形的机架缓慢移动到工作缸的中心位置，同时，上端盖慢慢盖紧工作缸，排出缸内多余空气，进行密封。上端盖与工作缸之间，工作缸与机架之间，层层严丝合缝。随后，增压系统的水泵像打气筒一样将水箱内的淡水注入工作缸内，在体积固定的情况下，水越多，缸内的压力就越大。工作缸将水产生的压力通过上端盖传递给机架，因此机架必须足够重，才能稳得住设备启动时产生的巨大轴向压力。设备通过全自动加压、保压、卸压，完成了试验过程，提高了试验效率。
为了更多了解160MPa超高压试验舱的特点与功能，我们访问了它的“大管家”——机电控制技术与工程研究所副所长吴世军教授和科研助理杨依林老师。
大仪零距离
问：您在什么情况下考虑引进了这台设备？
答：之前我们有一台高压舱设备是2006年引进的，可以达到60MPa的压力。但随着科学研究需求的提升，老的高压舱设备已经满足不了需要，今年我们新引进了这台160MPa超高压试验舱设备，用于更好地开展耐压试验。
问：利用这台设备主要可以开展哪些试验？您能介绍一下这台设备的工作原理吗？
答：利用高压试验舱，我们可以进行深海探测设备的耐压试验和功能试验，比如深海航行器、采样器、传感器的耐压部件测试和整机测试等，最大可以满足外径0.7米、长2.5米设备的测试。
160MPa超高压试验舱主要包括主系统和增压系统。主系统内，圆筒形的工作缸用于放置待测样品。设备启动后，机架和上端盖会慢慢盖紧工作缸，排出缸内多余空气，实现密封。加压、卸压过程则主要通过增压系统实现。自动加压时，增压系统的水泵将水箱内的淡水注入工作缸内，在体积固定的情况下，水越多，缸内的压力就越大，以此来模拟水下高压环境。
试验结束后即可打捞、查看样品状态，也可以选择在试验前在高压舱内安装水下摄像头和照明灯，实现测试过程的在线观察。
问：这台新设备能实现哪些功能？这些功能有什么独特性和先进性？
答：本试验平台的功能是模拟深海压力环境开展设备的耐压试验，它的独特性和先进性主要体现在超高压、自动化、安全可靠三个方面。
首先，它的最大工作压力可达到160兆帕，最高可模拟深海约16000米深度的水压，而迄今已知地球最深的地方约为11000米，因此，它可以模拟全海深环境。
此外，试验平台的工作缸和机架采用预应力钢丝缠绕结构，具有高可靠、长寿命等优点，至少能开展5万次试验、正常工作15年。
问：除了深海装备外，还有哪些领域的研究可以在这台仪器上完成？
答：除了用于深海设备测试，160MPa超高压试验舱还可以用于新材料、新物种在高压环境下的耐压测试和功能试验，可应用领域涵盖力学、材料学、生物学、航空航天学等多个学科。
问：您希望这台仪器怎样更好地发挥它的价值？可以通过什么途径联系使用它？
答：自2022年秋天设备正式投入使用开始，基本上每周都会有学生或校外机构（如中国船舶第715研究所、自然资源部第二海洋研究所）使用并开展试验。在此基础上，我们希望能继续提高利用率，向学生和社会用户开放共享，并希望能借助这个新试验平台与相关单位开展更多合作研究。如果需要使用这台仪器，可以联系“流体动力基础件与机电系统全国重点实验室”仪器平台的杨老师，邮箱是2005yylin@163.com。
来源：浙大实验设备处
