[發(fā)明專利]基于光纖光柵的鋼結(jié)構(gòu)自動沖擊定位監(jiān)測試驗平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810449975.0
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108414372A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖文生;劉琦;劉思緲;張林川;李康
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/02;G01B11/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發(fā)明公開了一種基于光纖光柵的鋼結(jié)構(gòu)自動沖擊定位監(jiān)測試驗平臺，包括試件固定臺、鋼球控制裝置和控制系統(tǒng)以及沖擊定位監(jiān)測系統(tǒng)；所述試件固定臺上固定有試件；所述鋼球控制裝置中放置有鋼球；所述試件固定臺上分別設(shè)置有X軸滑軌、Y軸滑軌、Z軸滑軌；所述Z軸滑軌通過X軸滑塊在X軸滑軌中滑動；所述Y軸滑軌通過Z軸滑塊在Z軸滑軌中滑動；所述鋼球控制裝置通過Y軸滑塊滑動固定在Y軸滑軌上；所述控制系統(tǒng)控制鋼球控制裝置在X軸滑軌、Y軸滑軌、Z軸滑軌三個方向的位移運(yùn)動并控制鋼球的沖擊動作。本發(fā)明能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)的沖擊損傷進(jìn)行實時在線監(jiān)測和定位，并可有效地完成鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)任意一點(diǎn)的沖擊定位監(jiān)測，具備更高的可靠性和精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)監(jiān)測試驗平臺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖光柵的鋼結(jié)構(gòu)自動沖擊定位監(jiān)測試驗平臺。

背景技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，例如作為船舶的承載構(gòu)件。目前，由于船舶長期航行在惡劣的海洋環(huán)境中，船體鋼結(jié)構(gòu)極容易發(fā)生由觸礁或者碰撞沖擊產(chǎn)生的損傷，使鋼結(jié)構(gòu)的承載能力降低和性能退化，嚴(yán)重影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。為了實時監(jiān)測船體鋼結(jié)構(gòu)的工作情況，對可能造成重大危險的沖擊進(jìn)行定位監(jiān)測，鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)在船舶領(lǐng)域得到了越來越多的研究和關(guān)注。

傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)沖擊定位監(jiān)測試驗平臺通常包括：不同質(zhì)量的鋼球和沖擊定位監(jiān)測系統(tǒng)。其中采用小球自由落體的方式產(chǎn)生沖擊源，并利用沖擊定位監(jiān)測系統(tǒng)采集沖擊信號并進(jìn)行分析，從而確定鋼結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生沖擊的位置。具體地，

(1)傳統(tǒng)的沖擊定位監(jiān)測系統(tǒng)通常是基于電阻應(yīng)變片式傳感器的，雖然電阻應(yīng)變片在大型工程結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用，然而其存在壽命短、測量易受環(huán)境影響、受電磁干擾比較嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而且一旦測點(diǎn)增多，其維護(hù)和測試費(fèi)用都將大大增加?？紤]到船舶所處環(huán)境，電磁干擾、潮濕、化學(xué)腐蝕嚴(yán)重，還有船體振動、波浪砰擊等，對信號的干擾很多，因此電阻應(yīng)變式傳感器不適宜對船體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行長期、實時在線分布式監(jiān)測；

(2)傳統(tǒng)沖擊裝置通常放置于鋼結(jié)構(gòu)被測表面，儀器本身將對鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響，從而降低實際監(jiān)測結(jié)果的精確度；

(3)傳統(tǒng)沖擊裝置在確定鋼球釋放位置時，通常根據(jù)XYZ三軸方向的刻度值進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，操作不便，而且與理想位置之間往往存在偏差；

(4)傳統(tǒng)沖擊裝置在鋼球完成自由落體運(yùn)動后，通常采用人工方式快速拿走鋼球，避免鋼球的二次沖擊，而這種方式存在著較大的局限性和不可操作性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于光纖光柵的鋼結(jié)構(gòu)自動沖擊定位監(jiān)測試驗平臺，在于優(yōu)化沖擊裝置和沖擊定位監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)自動沖擊和可靠的定位監(jiān)測，提高沖擊源釋放精度和定位監(jiān)測精度，降低人為操作的局限性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

基于光纖光柵的鋼結(jié)構(gòu)自動沖擊定位監(jiān)測試驗平臺，包括試件固定臺、鋼球控制裝置和控制系統(tǒng)以及沖擊定位監(jiān)測系統(tǒng)；所述試件固定臺上固定有試件；所述鋼球控制裝置中放置有鋼球；

所述試件固定臺上分別設(shè)置有X軸滑軌、Y軸滑軌、Z軸滑軌；

所述Z軸滑軌通過X軸滑塊在X軸滑軌中滑動；

所述Y軸滑軌通過Z軸滑塊在Z軸滑軌中滑動；

所述鋼球控制裝置通過Y軸滑塊滑動固定在Y軸滑軌上；

所述控制系統(tǒng)控制鋼球控制裝置在X軸滑軌、Y軸滑軌、Z軸滑軌三個方向的位移運(yùn)動并控制鋼球的沖擊動作；

所述沖擊定位監(jiān)測系統(tǒng)，包括光纖光柵解調(diào)儀、信號處理系統(tǒng)和光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)；所述光纖光柵解調(diào)儀通過光纖鏈路與光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)相連接，并通過網(wǎng)口與信號處理系統(tǒng)相連接；