[實用新型]用于深海形變應(yīng)力監(jiān)測的多路傳感裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202220138172.5
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN218035440U
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣繼明;馮森;賈志軍;楊平西;楊啟
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交大中海龍水下防務(wù)研究中心有限公司
• 主分類號: G01L1/02
• 分類號: G01L1/02;G01B13/24
• 代理公司: 重慶乾乙律師事務(wù)所 50235
• 代理人: 侯懋琪;侯春樂

本實用新型提出了一種用于深海形變應(yīng)力監(jiān)測的多路傳感裝置，所述傳感裝置包括殼體、差分式壓力傳感器、多個傳感探頭、連通管、多個電磁閥和導(dǎo)壓主管；本實用新型的有益技術(shù)效果是：提出了一種用于深海形變應(yīng)力監(jiān)測的多路傳感裝置，該方案能夠消除深海水體引起的背景靜壓力對檢測信號的影響，使我們能夠在深海高水壓條件下測量微小形變應(yīng)力，并且單個傳感裝置就能對多個部位進行監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種深海管路在線監(jiān)測技術(shù)，尤其涉及一種用于深海形變應(yīng)力監(jiān)測的多路傳感裝置。

背景技術(shù)

隨著海洋經(jīng)濟開發(fā)逐漸向深海邁進，對深海結(jié)構(gòu)物監(jiān)測需求不斷增加，動態(tài)及靜態(tài)下的形變應(yīng)力因為直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)物健康與疲勞失效而越來越受到重視。典型的應(yīng)用場景如：深海的油氣管道，油氣開采平臺FPSO及其所應(yīng)用的鋼懸鏈線立管（SCR），深海或遠海風(fēng)電平臺所應(yīng)用的水下電纜等。

現(xiàn)有技術(shù)中，針對深海環(huán)境下的結(jié)構(gòu)物形變檢測，常見的手段有ROV定期巡檢和光纖傳感兩種。ROV定期巡檢雖然不需要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，但是無法實現(xiàn)在線實時監(jiān)測，并且后期人工及運維成本高；光纖傳感雖然能實現(xiàn)在線實時監(jiān)測，但是建設(shè)及設(shè)備成本高，更重要的是，光纖傳感系統(tǒng)受振動影響大，無法在動態(tài)環(huán)境下準(zhǔn)確測量形變應(yīng)力，而且易受水下的洋流內(nèi)波影響，誤報率高。

陸上使用的形變及形變應(yīng)力檢測手段主要是以壓電材料或者應(yīng)變材料為主，然而，在高靜壓力的深海，陸上檢測手段會受背景水壓力的影響，無法測量微小的形變應(yīng)力。

實用新型內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的問題，本實用新型提出了一種用于深海形變應(yīng)力監(jiān)測的多路傳感裝置，其創(chuàng)新在于：所述傳感裝置包括殼體、差分式壓力傳感器、多個傳感探頭、連通管、多個電磁閥和導(dǎo)壓主管；

所述差分式壓力傳感器和電磁閥封裝在殼體內(nèi)；

所述傳感探頭由傳感硬管和導(dǎo)壓支管組成；所述傳感硬管為單端口管，傳感硬管的端口與導(dǎo)壓支管的外端口連接，導(dǎo)壓支管的內(nèi)端口通過電磁閥連通至導(dǎo)壓主管，多根導(dǎo)壓支管與多個電磁閥一一對應(yīng)；導(dǎo)壓主管與差分式壓力傳感器的第一輸入口連通；傳感硬管置于殼體外，導(dǎo)壓主管置于殼體內(nèi)；傳感硬管、導(dǎo)壓支管和導(dǎo)壓主管內(nèi)填充有液態(tài)導(dǎo)壓介質(zhì)；殼體上設(shè)置有與導(dǎo)壓支管匹配的通孔，導(dǎo)壓支管中部通過連接器一與通孔連接；多根導(dǎo)壓支管分別對應(yīng)多個連接器一；

所述連通管的內(nèi)端口與差分式壓力傳感器的第二輸入口連通，連通管的外端口置于殼體外；殼體上設(shè)置有與連通管匹配的通過孔，連通管中部通過連接器二與通過孔連接。

所述殼體的作用是隔絕海水、承擔(dān)深海壓力，對差分式壓力傳感器起保護效果，具體實施時，應(yīng)采用具有一定強度的、耐海水腐蝕的材料制作；

所述傳感探頭固定在結(jié)構(gòu)上用于感知結(jié)構(gòu)形變，當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，傳感探頭也會受迫形變，從而使內(nèi)部液態(tài)導(dǎo)壓介質(zhì)的壓力發(fā)生變化；

所述導(dǎo)壓管用于連通傳感探頭和差分式壓力傳感器的第一輸入口；

所述連通管用于連通外部環(huán)境水體和差分式壓力傳感器的第二輸入口；

所述差分式壓力傳感器用于獲取第一輸入口和第二輸入口所感應(yīng)到的壓力差。

所述連接器起密封、連接和支撐作用，可在現(xiàn)有技術(shù)中擇優(yōu)選用。

所述電磁閥用于控制相應(yīng)導(dǎo)壓主管的導(dǎo)通和關(guān)斷，通過多個電磁閥實現(xiàn)多個傳感探頭的切換；電磁閥采用通電時才開啟的常閉式電磁閥。

優(yōu)選地，所述傳感硬管的材質(zhì)為鈦基金屬、高硅鑄鐵或硫化橡膠。

基于前述方案，本實用新型還提出了一種監(jiān)測深海管路形變應(yīng)力的方法，所涉及的硬件包括傳感裝置和處理裝置；傳感裝置的結(jié)構(gòu)如前所述，差分式壓力傳感器的輸出部通過電氣線纜與處理裝置連接；電磁閥的控制部通過電氣線纜與處理裝置連接；具體的方法包括：