[发明专利]海洋平台结构的快速振动采集仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋平台结构的快速振动采集仪。

背景技术

海洋平台结构是海上石油资源开发的重大基础性设施，是海上生产作业和生活的基地。海洋平台结构长期服役在恶劣的海洋环境中，受到各种荷载及环境的影响，抗力衰减非常明显，一旦发生事故损坏不仅会造成重大的经济损失与人员伤亡，还将可能造成严重的环境污染和社会政治影响。因此，对海洋平台结构进行监测、检测以及可靠性的评价是十分必要的。

由于海洋平台结构不能中断使用以及造价昂贵，对其进行安全评估的方法应该是无损或微损的。目测是通用的无损检测方法，但是目测有其局限性，是不可靠的。其它无损检测技术，如X光检测、超声检测、工业CT等均属于结构局部损伤检测方法；这些技术仅用于损伤区域已知的情况，还要求特殊的测试设备及专业技术人员；因此，这些方法对海洋平台的检测是不方便，并且也是昂贵的。

与上述方法相比，基于振动测试的无损检测方法则相对简单、成本较低。这种方法的基本原理是：利用对结构进行振动实测得到的数据，通过参数识别技术判断结构动力参数的变化，从而判定结构有无损伤、损伤的位置和程度。

目前，对海洋平台结构进行振动测试一般是利用传感器采集结构的各种相应参数，结合智能算法处理采集到的数据，最后得出海洋平台结构的状态和采取相应的措施。传感器单元在海洋平台结构上布置好以后就可以由振动采集仪进行控制并开始振动数据采集，振动采集仪对采集到的数据进行分析、计算以获取海洋平台结构的振动情况，从而判断海洋平台结构有无损伤以及损伤的位置与程度。但传统的振动采集仪多存在体积庞大、结构复杂、造价昂贵、功能无法扩展等缺陷，给实际应用带来了一些问题。

随着计算机技术的日益发展、计算机性能的日趋提高，计算机具有处理速度快、精度高、可靠性好等一系列特性，越来越受到人们的青睐，得到了广泛的应用。在计算机上应用虚拟仪器技术对传感器单元进行控制、对振动数据进行采集，应用嵌入式软件对采集到的数据进行分析和计算的技术已经相当普遍，正逐渐成为仪器仪表技术的一个新的研究方向，因此将计算机技术应用于海洋平台结构的快速振动采集仪，使其能够根据振动测试的无损检测原理并结合虚拟仪器技术而对海洋平台结构进行监测、检测以及可靠性的评价是本发明的设计目的。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种海洋平台结构的快速振动采集仪，其包括无线模块、串口服务器及计算机，根据海洋平台结构自身布线困难的特点，用无线模块控制及采集振动数据，选用串口服务器保证数据尽可能不丢失地传输到计算机中，该计算机中装有快速振动采集软件，具有测试精度高、稳定性好、计算准确、功能可扩展的功效。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明海洋平台结构的快速振动采集仪，其特征在于：包括多个无线模块、串口服务器以及计算机；该多个无线模块通过串口服务器与计算机连接。

前述的海洋平台结构的快速振动采集仪，其特征在于：包括9个无线模块、1个串口服务器及一台计算机；该9个无线模块中8个为无线数据信道模块，1个为无线控制信道模块，均通过该串口服务器以外设部件互连标准总线(PCI)和USB的方式与计算机连接。

前述的海洋平台结构的快速振动采集仪，其特征在于，所述无线模块由带通滤波、匹配网络、射频放大前端、射频收发器、单片机、通用串行数据总线(UART)串行口组成；该带通滤波、匹配网络、射频放大前端以及射频收发器依次通过电子电路串接；该单片机是无线模块的中央处理单元，其通过I/O口与射频收发器连接而相互传输数据，以控制信号接收与发送；且单片机通过与其连接的通用串行数据总线(UART)串行口与其它设备连接，实现串口通信；该带通滤波外接天线用于滤去镜频干扰、衰减噪声以及提高信噪比；该匹配网络供实现最大功率传输；该射频放大前端外接偏置电路供放大射频信号，提高发射接收功率；该射频收发器采用调制解调方式把电信号转换为射频信号。

UART：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收、发送装置，是一种异步串口通信协议。UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。

前述的海洋平台结构的快速振动采集仪，其特征在于，所述无线模块通用串行数据总线(UART)串行口连接的其它设备包括采用外设部件互连标准总线(PCI)和USB方式的串口服务器。