[發(fā)明專利]一種適用于海洋工程試驗的實時應(yīng)力采集和遠程監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910122666.7
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN109708797A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡智煥;付振秋;田新亮;李欣;張衛(wèi)東;吳驍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L1/22;G08C17/02
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發(fā)明公布了一種適用于海洋工程試驗的實時應(yīng)力采集和遠程監(jiān)測系統(tǒng)，涉及適用于海洋工程試驗的應(yīng)力采集及監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，包括服務(wù)器端和客戶端；所述服務(wù)器端包括應(yīng)力采集器、鋰電池、信號放大器、采集卡、工控機；所述客戶端包括無線路由器、計算機，所述應(yīng)力采集器固定在被測結(jié)構(gòu)物上，所述信號放大器連接所述應(yīng)力采集器和所述采集卡，所述采集卡將電量模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，所述工控機的一端連接所述采集卡，另一端通過所述無線路由器構(gòu)建的無線局域網(wǎng)與所述計算機相連。本發(fā)明實現(xiàn)了對海洋工程試驗過程中應(yīng)力采集和數(shù)據(jù)接收的無線傳輸和分離式多端同步實時顯示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋工程試驗的應(yīng)力采集及監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于海洋工程試驗的實時應(yīng)力采集和遠程監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

應(yīng)力采集和監(jiān)測在諸多工程技術(shù)領(lǐng)域都有著迫切的需求，如航空航天領(lǐng)域、船舶與海洋工程領(lǐng)域、石油天然氣鉆采領(lǐng)域、大型鋼結(jié)構(gòu)安裝施工等。通過應(yīng)力采集可以監(jiān)測結(jié)構(gòu)物的受力，以衡量結(jié)構(gòu)物是否達到屈曲強度，或者監(jiān)測結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力疲勞性能，從而進一步評估結(jié)構(gòu)的安全性能。如果缺少必要的監(jiān)測工具或手段，當結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力達到屈曲強度而沒有被及時發(fā)現(xiàn)時，結(jié)構(gòu)物可能發(fā)生屈曲破壞等事故，而一旦發(fā)生此類事故其帶來的生命財產(chǎn)損失將會非常嚴重。

傳統(tǒng)的應(yīng)力采集方式是通過有線電纜傳輸信號，受線纜布置的限制，監(jiān)測系統(tǒng)只能位于施工的結(jié)構(gòu)物附近，這給監(jiān)測人員的安全帶來了巨大的威脅；同時，由于信號采用有線方式傳輸，傳統(tǒng)的應(yīng)力采集系統(tǒng)對于分離式結(jié)構(gòu)物或系統(tǒng)的應(yīng)用受到了極大的限制。

為擺脫傳統(tǒng)應(yīng)力采集方式受線纜布置限制和針對分離式系統(tǒng)應(yīng)力采集無效的弊端，這就需要一種能夠擺脫線纜布置限制和能夠應(yīng)用于分離式結(jié)構(gòu)物或系統(tǒng)的新型應(yīng)力采集和遠程監(jiān)測系統(tǒng)。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種適用于海洋工程領(lǐng)域的實時應(yīng)力采集和遠程監(jiān)測的系統(tǒng)，能夠擺脫線纜布置限制和能夠應(yīng)用于分離式結(jié)構(gòu)物或系統(tǒng)，實現(xiàn)對海洋工程試驗中結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力采集、信號無線傳輸、多客戶端同步實時監(jiān)測等功能，準確測量并實時顯示結(jié)構(gòu)物所受應(yīng)力，實現(xiàn)對海洋工程試驗的安全管控，更重要的是為實際海洋工程提供數(shù)據(jù)參考，預(yù)報實際結(jié)構(gòu)物受力情況。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何避免傳統(tǒng)應(yīng)力采集方式信號的傳輸受到線纜布置的限制，監(jiān)測系統(tǒng)不能離施工的結(jié)構(gòu)物太遠，無法滿足分離式結(jié)構(gòu)物和系統(tǒng)的需求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種適用于海洋工程試驗的實時應(yīng)力采集和遠程監(jiān)測系統(tǒng)，包括服務(wù)器端和客戶端；所述服務(wù)器端包括應(yīng)力采集器、鋰電池、信號放大器、采集卡、工控機；所述客戶端包括無線路由器、計算機，所述應(yīng)力采集器固定在被測結(jié)構(gòu)物上，所述信號放大器連接所述應(yīng)力采集器和所述采集卡，所述采集卡將電量模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，所述工控機的一端連接所述采集卡，另一端通過所述無線路由器構(gòu)建的無線局域網(wǎng)與所述計算機相連。

進一步地，所述應(yīng)力采集器為單自由度的拉壓傳感器或六自由度應(yīng)變式傳感器。

進一步地，所述信號放大器具有多個獨立通道，能分別放大不同所述應(yīng)力采集器反饋的信號，且各所述通道的放大倍數(shù)互相獨立。

進一步地，其特征在于，所述采集卡具有多個獨立通道，所述多個獨立通道同時轉(zhuǎn)換所述模擬信號。

進一步地，多臺所述客戶端的所述計算機能夠同步訪問所述服務(wù)器端。

進一步地，所述客戶端還能夠?qū)λ龉た貦C通過所述無線路由傳送的數(shù)據(jù)進行可視化處理。

進一步地，所述無線路由器構(gòu)建的無線局域網(wǎng)是基于TCP/IP socket協(xié)議的。

進一步地，所述鋰電池具有充電接口。

進一步地，所述鋰電池為所述信號放大器提供直流電。

進一步地，所述直流電的電壓為12V。