[實用新型]一種用于海上風機振動及沖刷試驗的非接觸式動態量測系統

有效

• 申請號: 202120434200.3
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN214621657U
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 趙留園;單治鋼;廖卓
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06;G01M10/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 吉靖;劉曉春

本實用新型提供一種用于海上風機振動及沖刷試驗的非接觸式動態量測系統，實現了復雜海洋荷載作用下各類介質運動精確測量。通過大功率無頻閃光源對非接觸式動態量測系統進行補光以保證高速相機的拍攝效果。采用固定式靶點、高亮懸浮球、混合彩色砂分別標記風機結構、海水和樁周土。該非接觸式動態量測系統采用高速相機進行拍照，監測相機視野內所有被標記物體的運動特征，最后通過圖像分析技術得到風機結構振動特征、波浪及潮流的水動力特征、樁周土的沖刷及懸浮遷移的動態特征等。

技術領域

本實用新型屬于水利工程技術領域，尤其是涉及一種用于海上風機振動及沖刷試驗的非接觸式動態量測系統。

背景技術

近海海上風機在試驗條件下的振動監測及樁周水動力沖刷研究非常重要。然而目前的監測手段多采用接觸式加速度、位移傳感器，這些傳感器相當于風機結構的附加質量且傳輸電纜會阻礙風機的自由振動，測量結果與實際不符。

此外，水動力環境復雜，波浪、潮流往往是非穩定的紊流、湍流，流速多變，試驗測量較為困難。而復雜水動力環境下樁周土的沖刷情況一般只能在試驗結束后測量，很難對其過程進行動態測量。

因此，亟需提供一種用于海上風機振動及沖刷試驗的非接觸式動態量測系統。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，針對現有技術中存在的不足，提供一種用于海上風機振動及沖刷試驗的非接觸式動態量測系統。

為此，本實用新型的上述目的通過以下技術方案來實現：

一種用于海上風機振動及沖刷試驗的非接觸式動態量測系統，其特征在于：所述用于海上風機振動及沖刷試驗的非接觸式動態量測系統包括海洋環境荷載模擬系統、照明系統、高速攝影測量系統和運動標記系統；

所述海洋環境荷載模擬系統包括海洋環境模型槽，所述海洋環境模型槽內進出水，所述海洋環境模型槽內設有造波機、潛水泵、海水和地層，海上風機的基礎插入至地層內，所述海洋環境模型槽由透明玻璃制成；

所述照明系統用于提供試驗過程中的光強；

所述運動標記系統為標記物體，所述標記物體分別布置至海上風機基礎、海水內和風機基礎所處的地層內；

所述高速攝影測量系統用于監測高速攝影測量系統視野內所有運動標記系統的標記物體的運動特征。

在采用上述技術方案的同時，本實用新型還可以采用或者組合采用如下技術方案：

作為本實用新型的優選技術方案：所述海洋環境模型槽內還設有消浪板，所述消浪板用于消除造波機產生波浪的反射。

作為本實用新型的優選技術方案：所述造波機包括造波機連接臂和造波板，所述造波機連接臂的一端連接至造波板，另一端與電機相連接。

作為本實用新型的優選技術方案：所述海上風機的基礎為單樁或者群樁。

作為本實用新型的優選技術方案：所述海洋環境模型槽內設有進水箱和出水箱，且進水箱和出水箱可以相互對換，水流循環時使得出水箱內水位略高于進水箱內水位。

作為本實用新型的優選技術方案：所述海洋環境荷載模擬系統還包括電磁式風荷載模擬裝置，所述電磁式風荷載模擬裝置與風機機艙內布置的磁鐵相配合以驅動風機葉片。

作為本實用新型的優選技術方案：所述照明系統為大功率無頻閃光源。

作為本實用新型的優選技術方案：所述運動標記系統包括固定式標記靶點、高亮懸浮球和混合彩色砂，所述固定式標記靶點固定至海上風機基礎上，所述高亮懸浮球懸浮于海水中，所述混合彩色砂布置在風機基礎所處的地層內。

作為本實用新型的優選技術方案：所述高速攝影測量系統包括高速相機和用于控制高速相機的主機，所述高速相機用于拍攝其視野范圍內的照片。