[發明專利]水下自容式應變測量裝置及系統

在審

• 申請號: 201711267591.9
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107860352A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 張浩;李政杰;祁恩榮;趙南;劉俊杰;蔣彩霞;耿彥超
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙)32228
• 代理人: 聶啟新

技術領域

本發明實施例涉及應變測量領域，特別涉及一種水下自容式應變測量裝置及系統。

背景技術

工程實際中，為了解決部件、機構、結構的靜、動強度問題以及分析其受力、變形和可靠性，驗證理論設計計算和的正確性等，需要確定應力或應變分布。

水下工程結構在實際應用過程中常處于較為復雜的應力狀態，其可能承受的載荷包括母船提供的耦合作用力、水體的拖曳作用、波浪載荷、渦激振動等各類水動力載荷，因此準確測量水下工程結構的應力狀態對水下工程結構的設計改造、安全校核、科學實驗和風險評估具有重要的作用。

目前，應變測量系統通常設置于干燥安全的無水空間，需要人工進行數據采集與提取工作，大多水下工程結構的應變待測區處于較深水域，如果將應變測試系統設置于母船或其他干燥安全的無水空間，信號通道線的長度需要增加，會導致信號衰減嚴重，無法獲取到高質量的應變信號。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種水下自容式應變測量裝置及系統。該技術方案如下：

第一方面，提供了一種水下自容式應變測量裝置，該裝置包括水密封裝箱、主控制器模塊、應變測量模塊、信號通道水密接插件、信號通訊及故障報警模塊、數據傳輸模塊、供電模塊；

主控制器模塊、應變測量模塊、信號通訊及故障報警模塊、供電模塊設置在水密封裝箱內部；

信號通道水密接插件安裝在水密封裝箱的安裝口處；

主控制器模塊與供電模塊、應變測量模塊、信號通訊及故障報警模塊分別連接；

數據傳輸模塊集成在主控制器模塊中；

應變測量模塊與信號通信線的一端連接，信號通信線的另一端與信號通道水密接插件連接；

應變測量模塊，用于采集應變電信號，將與應變電信號對應的應變數據發送至主控制器模塊；

主控制器模塊，用于監控應變測量模塊和供電模塊的工作狀態，接收并存儲應變測量模塊發送的應變數據，根據應變測量模塊和供電模塊的工作狀態控制信號通訊及故障報警模塊，通過數據傳輸模塊傳輸應變數據；

供電模塊，用于為應變測量模塊和主控制器模塊供電。

可選的，應變測量模塊包括應變電信號采集單元、應變數據傳輸單元和故障上報單元；

應變測量模塊，用于通過應變電信號采集單元采集應變電信號，通過應變數據傳輸單元將與應變電信號對應的應變數據發送至主控制器模塊；

應變測量模塊，還用于在應變電信號采集單元存在故障時，通過故障上報單元將故障信息發送至主控制器模塊。

可選的，主控制器模塊包括供電監測單元、指令發送單元、應變測量監測單元和數據存儲單元；

主控制器模塊，用于通過供電監測單元監測供電模塊是否發生故障；

主控制器模塊，用于通過應變測量監測單元監測應變測量模塊是否發生故障；

主控制器模塊，用于在供電模塊發生故障時，通過指令發送單元向供電模塊發送供電控制指令，以及向信號通訊及故障報警模塊發送供電故障報警指令；

主控制器模塊，用于在應變測量模塊發生故障時，通過指令發送單元向信號通訊及故障報警模塊發送應變故障報警指令；

主控器模塊，用于通過數據存儲單元存儲接收到的應變數據。

可選的，信號通訊及故障報警模塊包括供電監測信號燈、供電異常報警燈、應變采集監測信號燈和應變采集異常報警燈；

信號通訊及故障報警模塊，用于在供電模塊發生故障時，點亮供電異常報警燈；

信號通訊及故障報警模塊，用于在應變測量模塊發生故障時，點亮應變采集異常報警燈。

可選的，數據傳輸模塊包括有線數據傳輸單元和無線數據傳輸單元。

可選的，供電模塊包括有線供電單元和鋰電池供電單元。

可選的，信號通道水密接插件包括信號通道水密接插頭和信號通道水密接插座；

信號通道水密接插頭用于將待測水下工程結構與水下自容式應變測量裝置連接，信號通道水密接插座安裝在水密封裝箱的安裝口處；

信號通道水密接插頭包括信號通道線保護套和插頭，插頭上設置有針槽和可移動螺紋鎖緊套，信號通道線穿過信號通道線保護套與插頭連接，信號通道線保護套與插頭連接；