[發(fā)明專利]一種深海網(wǎng)箱浮管塌陷預(yù)警的裝置與方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010295313.6
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102023067A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄢奉林;何真;王貴;俞國燕;王筱珍;劉璨;杜健航
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東海洋大學(xué)
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01N3/00
• 代理公司: 湛江市三強專利事務(wù)所 44203
• 代理人: 龐愛英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于深海網(wǎng)箱預(yù)警的裝置與方法。

背景技術(shù)

重力式深海網(wǎng)箱主要由浮架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)衣系統(tǒng)、配重系統(tǒng)和錨碇系統(tǒng)構(gòu)成，是一種深海抗風(fēng)浪養(yǎng)殖設(shè)備。浮架結(jié)構(gòu)在深海網(wǎng)箱抗風(fēng)浪性能中起著極為重要的作用，它必須具有足夠的強度以抵御風(fēng)浪流的襲擊，還必須支撐網(wǎng)衣系統(tǒng)以維持有效的養(yǎng)殖空間。風(fēng)浪流對網(wǎng)箱的作用除使網(wǎng)衣變形、網(wǎng)箱容積減少之外，還會使網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)變形，變形嚴(yán)重時浮管塌陷，從而會導(dǎo)致整個網(wǎng)箱毀壞。浮管塌陷關(guān)系到養(yǎng)殖生產(chǎn)的成敗。

浮管是一種彈性體，浮管塌陷的主要原因是在波浪流海洋載荷作用下，浮架內(nèi)部工作應(yīng)力達到了浮管材料的屈服極限，從而失效破壞。

目前對網(wǎng)衣的變形、浮架的剛體運動及其受力、錨繩受力有了許多研究和測試方法，但對網(wǎng)箱浮管屈服失效導(dǎo)致塌陷，還沒有檢測與預(yù)警的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種深海網(wǎng)箱浮管塌陷預(yù)警的裝置與方法，當(dāng)網(wǎng)箱浮管即將塌陷時能進行預(yù)警，以便采措施保證網(wǎng)箱安全。

本發(fā)明的裝置由圓形密封的防護箱、防水型箔式應(yīng)變片、程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀、蓄電池、報警裝置和計算機組成，防水型箔式應(yīng)變片粘貼在網(wǎng)箱浮管上錨繩系附處；防水型箔式應(yīng)變片用導(dǎo)線與程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀連接；程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀與計算機連接；報警裝置與計算機連接；程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀與蓄電池連接；程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀與蓄電池安裝在防護箱中；防護箱安裝在網(wǎng)箱內(nèi)外浮管連接架上，計算機與報警裝置安裝在深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖平臺上。

本發(fā)明的方法包括以下步驟：

(1)在萬能材料試驗機上通過拉伸試驗得到浮管材料的彈性模量E和屈服強度極限σ_s，許用應(yīng)力[σ]＝σ_s/n，n為安全系數(shù)，把彈性模量E和屈服強度極限σ_s和安全系數(shù)n輸入到計算機中，計算可得許用應(yīng)力值[σ]；

(2)程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀自動采集錨繩系附點處多通道應(yīng)變數(shù)據(jù)；

(3)程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀把采集到的應(yīng)變的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中；

(4)計算機計算把應(yīng)變數(shù)據(jù)乘以浮管材料的彈性模量E即得到各測量點的應(yīng)力；

(5)計算機把各點的應(yīng)力值與浮管材料的許用應(yīng)力值進行比較，當(dāng)測量點的應(yīng)力值大于許用應(yīng)力值時，發(fā)出信號通過報警裝置報警。

本發(fā)明通過動態(tài)檢測網(wǎng)箱浮管應(yīng)力，當(dāng)浮管應(yīng)力超過許用應(yīng)力時發(fā)出預(yù)警信號，以便采取措施，降低浮管工作應(yīng)力，防止浮管塌陷，保證網(wǎng)箱安全。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明網(wǎng)箱俯視圖；

圖4是本發(fā)明防護箱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明防護箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明預(yù)警程序示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的裝置由圓形密封的防護箱9、防水型箔式應(yīng)變片6、程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀7、蓄電池8、報警裝置10和計算機11組成，所述的防護箱9由圓柱形箱體12和箱蓋13組成，其間有環(huán)形密封墊圈14，并通過螺栓15緊固連接，箱體底部開有用于防水性應(yīng)變片6連接導(dǎo)線穿過的進線孔16和用于程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀7與計算機連接線穿過的進線孔17，進線孔16和17上都裝有防水密封件27，箱體底部焊接四塊定位板18，定位板上有螺栓孔，通過螺栓19將箱體12安裝在內(nèi)外浮管的連接架3上。防水型箔式應(yīng)變片粘貼6在網(wǎng)箱內(nèi)外浮管上錨繩系附點附近處，導(dǎo)線穿過防護箱9底部的進線孔17與程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀7相連；程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀7與蓄電池8連接，蓄電池8用于向程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀7提供電能。程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀7與蓄電池8安裝在支架20上，支架20由四根立柱21和八根橫梁22通過螺栓連接而成，分上下兩層，立柱和橫梁為角鋼。程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀7安裝在支架20的上層，用兩根角鋼23通過螺栓固定在上層橫梁上。兩個并行的蓄電池8安裝在支架20的下層，分別用兩根角鋼24通過螺栓固定在下層橫梁上。調(diào)整支架20上層橫梁上的四個螺栓25，使螺栓25與防護箱內(nèi)壁緊密接觸，使支架20固定在防護箱內(nèi)。程控數(shù)字動態(tài)電阻應(yīng)變儀7通過RS-232串行接口與計算機11聯(lián)機，報警裝置10與計算機11連接；計算機11與報警裝置10安裝在深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖平臺26上。

如圖2、3所示，深海網(wǎng)箱浮架結(jié)構(gòu)包括外浮管1、內(nèi)浮管2、連接內(nèi)外浮管的連接架3、扶手4、立管5。