[实用新型]测量内波水平力的传感器率定系统

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋内波观测领域，具体涉及一种能够在内波水槽中，测量内波对圆柱体结构物水平作用力的传感器率定系统。

背景技术

海洋内波是发生在密度稳定层化的海水内部的一种波动，其波幅大，波长长，蕴含能量巨大，形成突发水平剪切流，导致较大水平流速，对处于其中的海洋工程结构物造成巨大威胁。在我国南海海域，频繁发生的内波活动已经成为影响石油天然气开采工程中仅次于台风的影响因素。海洋结构物一旦遭到破坏，除了引起巨大的经济损失之外，必将引起重大的环境污染以及次生灾害。

圆柱体结构是海洋工程结构物中基本的结构形式，其在内波作用下的水动力性能是关乎海洋工程结构物能否在内波作用下安全稳定运营的重要影响因素，也是海洋工程结构在设计时需要特别关注的问题。

由于海洋内波的难预测性以及现有测量手段的限制，很难将海洋结构物在内波作用下的实际受力情况测量出来，因此在目前对于内波与结构物相互作用的研究当中，数值模拟和模型试验成为研究主要手段。在圆柱体内波作用下的模型试验中，由于要探究不同波要素下圆柱体的受力，因此圆柱体需要安放在水下环境中，传感器工作环境发生了改变；又因为实验室所造内波在结构物上作用力很小，在空气中的率定结果不能真实反映圆柱体在水下的真实受力，因此在进行圆柱体内波作用下的模型试验时，必须通过一套装置将进行率定的荷载传递到处于水下的圆柱体上，既进行水下率定。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服实验室内波测量上的困难，结合圆柱体模型在内波作用的实际受力情况，提供一种能够进行测量内波水平力的传感器的率定系统，使传感器率定结果更加准确，从而提高测量内波作用在结构物上水平力的准确性。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：测量内波水平力的传感器率定系统，该系统包括测力系统、托盘和荷载传递支架；所述的测力系统包括传感器和圆柱体模型，传感器的下端通过下固结接头与圆柱体模型固定；传感器的上端连接有上固结接头，用于固定所述的测力系统；托盘与尼龙线连接，通过尼龙线传递荷载；尼龙线通过荷载传递支架连接到圆柱体模型上。

所述的荷载传递支架主要包括固定支架、滑轮支架和上下两个滑轮；固定支架下端与容器壁固定连接，用于固定整个荷载传递支架；滑轮支架通过螺丝固定在固定支架上，滑轮支架的上、下两端安装有滑轮。

所述的滑轮支架上设置有滑槽，螺丝穿过滑槽与固定支架连接，通过滑槽可调节滑轮支架的入水深度和倾斜角度。

经试验验证，本实用新型的测量内波水平力的传感器率定系统能够有效地把水平力转换成竖直力，并将加载方式在水外完成，实现对测量内波的传感器的率定，使传感器率定结果更加准确，从而提高测量内波作用在结构物上水平力的准确性。

附图说明

图1是本实用新型测量内波水平力的传感器率定系统示意图

图2是图1中荷载传递支架示意图。

具体实施方式

如图1所示，测量内波水平力的传感器率定系统，该系统包括测力系统、托盘2和荷载传递支架4；测力系统包括传感器8和圆柱体模型10，传感器8的下端通过下固结接头9与圆柱体模型10固定；传感器8的上端连接有上固结接头7，上固结接头7用于固定测力系统；托盘2与尼龙线3连接，通过尼龙线3传递荷载；尼龙线3通过荷载传递支架4连接到圆柱体模型10上。

如图2所示，荷载传递支架主要包括固定支架5、滑轮支架11和上下两个滑轮；固定支架5的下端与容器壁1固定连接，用于固定整个荷载传递支架；滑轮支架11通过螺丝12固定在固定支架5上，滑轮支架11的上、下两端安装有滑轮。

滑轮支架11上设置有滑槽13，螺丝12穿过滑槽13与固定支架5连接，通过滑槽可调节滑轮支架的入水深度和倾斜角度。保证下端滑轮15和尼龙线与圆柱体模型连接处在同一水平线，确保所施加作用力在水平方向。同时使上端滑轮14在容器壁之外，经过其上的尼龙线能自由下垂，放置在托盘上的砝码重量通过这样一套系统就可以转换成作用在圆柱体模型上的水平力。

在对测量内波水平力的传感器进行率定时，选在无风室内进行。将圆柱体模型10浸没于水中，并将固定支架5固定在容器壁上。

1、根据试验要求选择合适材料制作圆柱体模型（如有机玻璃管），内部制作下固结接头9，使其能与传感器固结。传感器8上部通过上固结接头7固定，将圆柱体模型10中部连接尼龙线3并将圆柱体模型浸没于水中；