一種長基線應(yīng)變儀和船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種長期實時監(jiān)測大型船舶的船體梁載荷及應(yīng)力的裝置，尤其涉及一種長基線應(yīng)變儀和船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]船體結(jié)構(gòu)強度是影響船舶航行安全性的主要因素之一，而船體梁總縱強度是其中最基本和最重要的強度。為了保證船舶梁有足夠的強度來抵抗環(huán)境載荷對結(jié)構(gòu)的破壞作用，人們在船舶設(shè)計和建造過程中，提出了很多設(shè)計思想，制定了各種規(guī)范、工藝以及保養(yǎng)維護計劃。但是由于在波浪中航行的船舶結(jié)構(gòu)載荷具有很強的隨機性，而在設(shè)計和建造過程中不可能準確預(yù)料這些隨機性載荷，因此為了保證航行過程中的船舶結(jié)構(gòu)安全和預(yù)期使用壽命，需要對船體載荷和應(yīng)力進行長期實時監(jiān)測。而以往的方法常常存在著無法測量船體梁平均應(yīng)變、校準過程較復(fù)雜、安裝難度大、溫漂較大、精度較低、成本較高的缺陷，難以實現(xiàn)船體梁應(yīng)力的實時監(jiān)測。本申請的發(fā)明人經(jīng)過研宄，提出了一種新型船體梁應(yīng)變及應(yīng)力監(jiān)測裝置，可以達到滿意的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是為了對船體梁進行實時監(jiān)測而提供一種長基線應(yīng)變儀和船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種長基線應(yīng)變儀，包括兩個底座，兩個底座上分別安裝第一支架和第二支架，磁致伸縮位移傳感器安裝在第一支架上，測量伸縮桿的一端與磁致伸縮位移傳感器中間設(shè)置的滑塊安裝桿的一端固定連接，滑塊安裝桿的另一端與傳感器測量滑塊連接，測量伸縮桿的另一端與第二支架固定連接。
[0005]一種船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置，船體梁上固定安裝有長基線應(yīng)變儀，船體梁上還設(shè)置有溫度傳感器，長基線應(yīng)變儀與溫度傳感器通過電纜分別與安裝在船舶駕駛室的信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集處理計算機和報警單元連接；所述長基線應(yīng)變儀包括兩個底座，兩個底座上分別安裝第一支架和第二支架，磁致伸縮位移傳感器安裝在第一支架上，測量伸縮桿的一端與磁致伸縮位移傳感器中間設(shè)置的滑塊安裝桿的一端固定連接，滑塊安裝桿的另一端與傳感器測量滑塊連接，測量伸縮桿的另一端與第二支架固定連接。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型基于磁致伸縮位移傳感器技術(shù)設(shè)計了一種長基線應(yīng)變儀來測量船體梁的平均應(yīng)變，并采用了適當(dāng)溫度補償措施克服了以往方法中的溫漂缺陷，利用采集處理計算機實時采集處理船體梁應(yīng)變信息，達到實時監(jiān)測船體梁應(yīng)力與總縱強度的目的，具有結(jié)構(gòu)簡單、無需校準、測量準確、使用方便、成本低、無溫漂、適合長期監(jiān)測等特點。本實用新型裝置可以很好地解決利用常規(guī)測量方法無法長期監(jiān)測船體梁應(yīng)力和實時評估船體總縱強度的難題，克服了此前多種同類發(fā)明無法測量船體梁平均應(yīng)變、測量精度較低、校準較復(fù)雜、成本較高、溫漂大、不適合長期監(jiān)測等缺陷。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的長基線應(yīng)變儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是圖1的側(cè)視圖；
[0009]圖3是本實用新型測量伸縮桿與第二支架連接方式示意圖；
[0010]圖4是本實用新型的船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置組成示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0012]實施案例一:一種長基線應(yīng)變儀，包括兩個底座7和16，兩個底座7和16上分別安裝第一支架3和第二支架8，磁致伸縮位移傳感器I安裝在第一支架3上，測量伸縮桿2的一端與磁致伸縮位移傳感器I中間設(shè)置的滑塊安裝桿17的一端固定連接，滑塊安裝桿17的另一端與傳感器測量滑塊18連接，測量伸縮桿2的另一端與第二支架固8定連接。
[0013]長基線應(yīng)變儀安裝時，首先將第一支架3分別使用墊圈4、墊圈5和螺母6安裝在底座16上，第二支架8采用與支架I相同的安裝方式，第一支架3和第二支架8定位孔之間的距離正好可根據(jù)需要進行調(diào)整；本實施案例中以兩個支架的定位孔之間的距離為2米進行說明，其次，將磁致伸縮位移傳感器I通過螺釘墊圈螺母組合9、10、11和12安裝在第一支架3上。然后將測量伸縮桿2的一端和滑塊安裝桿17通過內(nèi)螺紋連接在一起，測量伸縮桿2的另一端通過襯套13、螺栓14和內(nèi)鋸齒鎖緊墊圈15和支架2連接在一起。
[0014]本實用新型的長基線應(yīng)變儀在工作時可安裝在船體梁上或者其他需要監(jiān)測的對象表面上，以船體梁為例，安裝方式根據(jù)船型的不同而不同，大開口船至少安裝六長基線應(yīng)變儀，非大開口船至少安裝四個長基線應(yīng)變儀，安裝位置可根據(jù)具體船型參考相關(guān)船級社的規(guī)范。長基線應(yīng)變儀安裝時，首先將兩個安裝底座7和16焊裝在位于船體梁上的一段連續(xù)甲板上，則當(dāng)兩個支架之間的船體梁發(fā)生變形時，測量伸縮桿2會帶動傳感器測量滑塊18在磁致伸縮位移傳感器I上的軌道上滑動，進而通過傳感器內(nèi)部電路輸出一個代表位移的4-20mA電流信號，將這個位移信號通過一定算法轉(zhuǎn)換成2米長度結(jié)構(gòu)的平均應(yīng)變信息，這樣就得到了被測結(jié)構(gòu)位置的平均應(yīng)變，避免了應(yīng)力集中點的影響，保證了所測量的船體梁應(yīng)變值的準確性。
[0015]實施案例二: 一種船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置，船體梁上固定安裝有長基線應(yīng)變儀，船體梁上還設(shè)置有溫度傳感器，長基線應(yīng)變儀與溫度傳感器通過電纜分別與安裝在船舶駕駛室的信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集處理計算機和報警單元連接；所述長基線應(yīng)變儀包括兩個底座，兩個底座上分別安裝第一支架和第二支架，磁致伸縮位移傳感器安裝在第一支架上，測量伸縮桿的一端與磁致伸縮位移傳感器中間設(shè)置的滑塊安裝桿的一端固定連接，滑塊安裝桿的另一端與傳感器測量滑塊連接，測量伸縮桿的另一端與第二支架固定連接。
[0016]本實用新型提供的一種船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置是這樣工作的:首先將4-6個長基線應(yīng)變儀和對應(yīng)數(shù)量的溫度傳感器安裝于船體梁結(jié)構(gòu)上，其安裝位置和數(shù)量可參考相關(guān)船級社規(guī)范，同時在應(yīng)變測量點附近的結(jié)構(gòu)上安裝溫度傳感器。其次，將信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集處理計算機和報警單元分別安裝于船舶駕駛室合適位置。當(dāng)船舶在海上航行時，當(dāng)兩個支架之間的船體梁發(fā)生變形會通過測量伸縮桿2帶動磁致伸縮位移傳感器I上的傳感器測量滑塊18往復(fù)滑動，進而輸出一個位移信號。應(yīng)變和溫度數(shù)據(jù)通過4-20mA電流形式傳輸給信號調(diào)理單元，信號調(diào)理單元將所有電流信號進行本安隔離并轉(zhuǎn)換成電壓信號應(yīng)變和溫度。采集處理計算機將同步采集電壓信號，然后將測得應(yīng)變信息通過一定算法進行溫度補償，以消除傳感器溫漂的影響。補償后的應(yīng)變值再通過適當(dāng)?shù)乃惴ǚ纸獬纱w梁載荷對應(yīng)的各個方向應(yīng)變值，這就得到了船體梁測量點的應(yīng)力狀態(tài)，進而通過線性差值得到整個船體梁的應(yīng)力狀態(tài)。對于監(jiān)測到的危險應(yīng)力狀態(tài)則可通過報警單元進行預(yù)警，即本實用新型還可以通過報警單元對危險應(yīng)力狀態(tài)進行報警，從而保證了船舶航行安全和結(jié)構(gòu)安全。
【主權(quán)項】
1.一種長基線應(yīng)變儀，其特征在于:包括兩個底座，兩個底座上分別安裝第一支架和第二支架，磁致伸縮位移傳感器安裝在第一支架上，測量伸縮桿的一端與磁致伸縮位移傳感器中間設(shè)置的滑塊安裝桿的一端固定連接，滑塊安裝桿的另一端與傳感器測量滑塊連接，測量伸縮桿的另一端與第二支架固定連接。
2.一種船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置，其特征在于:船體梁上固定安裝有長基線應(yīng)變儀，船體梁上還設(shè)置有溫度傳感器，長基線應(yīng)變儀與溫度傳感器通過電纜分別與安裝在船舶駕駛室的信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集處理計算機和報警單元連接；所述長基線應(yīng)變儀包括兩個底座，兩個底座上分別安裝第一支架和第二支架，磁致伸縮位移傳感器安裝在第一支架上，測量伸縮桿的一端與磁致伸縮位移傳感器中間設(shè)置的滑塊安裝桿的一端固定連接，滑塊安裝桿的另一端與傳感器測量滑塊連接，測量伸縮桿的另一端與第二支架固定連接。
【專利摘要】本實用新型提供的是一種長基線應(yīng)變儀和船體梁應(yīng)力長期監(jiān)測裝置，包括兩個底座，兩個底座上分別安裝第一支架和第二支架，磁致伸縮位移傳感器安裝在第一支架上，測量伸縮桿的一端與磁致伸縮位移傳感器中間設(shè)置的滑塊安裝桿的一端固定連接，滑塊安裝桿的另一端與傳感器測量滑塊連接，測量伸縮桿的另一端與第二支架固定連接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、無需校準、測量準確和無溫漂等優(yōu)點，適合長期監(jiān)測大型船舶的船體梁應(yīng)力及載荷狀態(tài)。
【IPC分類】G01L1-12
【公開號】CN204405235
【申請?zhí)枴緾N201420720332
【發(fā)明人】曲先強, 李新飛, 謝耀國, 崔洪斌, 馬永亮, 張猛
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月13日