[发明专利]一种姿态仪监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及超低频振动以及运动姿态测试技术领域，尤其涉及一 种姿态仪监测系统。

背景技术

现有技术中，沉管隧道沉放对接期间，沉放驳通过缆绳对沉管 进行控制，沉管沉放的最大深度超过了40m，沉管长度为180m，总 重量将近8万吨，在40m深的水下进行沉管对接，要求对接精度控 制在50mm以内。

沉管下沉以及对接期间，受到水流力的影响以及沉放驳操作过 程中的影响会发生一定程度的低频振动，特别是深水区，沉管的超 低频振动情况时有发生。由于振动的频率及振幅均较低，采用现有 的船舶用姿态仪等测量设备，无法感知到沉管在水下的运动状态， 在沉管对接过程中，必须保证沉管处于稳定状态，沉管处于超低频 振动状态下，不能进行对接操作，因此急需有更优良的监测系统监 测沉管的运动状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可靠性更高的、测量 更精确的姿态仪监测系统，解决沉管沉放对接期间的姿态测量问题， 以确保在沉放对接期间可以监测到沉管的准确运动变化，对沉管对接 控制提供保证。

为此目的，本发明提出了一种姿态仪监测系统，包括：

包括：沉管首端姿态监测装置、沉管尾端姿态监测装置、冗余姿 态监测装置、同步光缆以及数据分析终端；

其中，所述沉管首端姿态监测装置，用于监测沉管首端六自由度 的运动变化；

所述沉管尾端姿态监测装置，用于监测沉管尾端的运动变化；

所述冗余姿态监测装置，用于作为备用监测装置；

所述数据分析终端，用于对所述沉管首端姿态监测装置、沉管尾 端姿态监测装置以及冗余姿态监测装置采集、监测到的数据进行分析 操作；

其中，所述沉管首端姿态监测装置、沉管尾端姿态监测装置以及 冗余姿态监测装置，上述装置分别包括：竖向加速度传感器、轴向加 速度传感器、水平向加速度传感器、角速度传感器、倾角传感器、放 大器、线性电源、数据采集单元以及光纤通信模块。

具体地，所述首端姿态监测装置与所述尾端姿态监测装置通过光 纤连接，首尾两端同步监测。

具体地，所述竖向加速度传感器用于监测沉管竖向的振动加速 度；轴向加速度传感器用于监测沉管轴向的振动加速度；水平向加速 度传感器用于监测沉管水平向的振动加速度。

具体地，所述倾角传感器用于监测沉管2个方向角度的变化，并 通过所述倾角传感器信号对所述竖向加速度传感器、轴向加速度传感 器、水平向加速度传感器测试结果进行修正。

本发明公开一种姿态仪监测系统，包括：沉管首端姿态监测装置、 沉管尾端姿态监测装置、冗余姿态监测装置、同步光缆以及数据分析 终端。本发明适用于超低频振动结构的姿态测量，并成功运用到沉管 沉放对接期间的姿态监测中，可同步监测到沉管首端、尾端的姿态变 化，并备有冗余系统，当系统发生故障后，仍可以利用备用系统正常 监测，同时姿态仪中的加速度传感器采用了高精度传感器，使振动加 速度测试精度提高到十几个μg的水平，可以获得水下频率在0.1Hz 以下的超低频振动。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示 意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明实施例中的一种姿态仪监测系统的结构示意 图；

其中，1：沉管首端姿态监测装置、2：沉管尾端姿态监测装置、 3：冗余姿态监测装置、4：同步光缆、5：数据分析终端；

图2示出了本发明实施例中的一种姿态仪监测系统中的监测装置 示意图；

其中，1：竖向加速度传感器、2：轴向加速度传感器、3：水平 向加速度传感器、4：角速度传感器、5：倾角传感器、6：放大器、7： 线性电源、8：数据采集单元、9：光纤通信模块。

具体实施方式

沉管的姿态包括沉管的横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇以及艏端 的转动。本发明的目的即公开了一种满足现场使用要求的姿态仪监测 系统，确保在沉放对接期间可以监测到沉管的姿态变化，对沉管对接 控制提供保障。

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

为了更好的理解与应用本发明提出的一种姿态仪监测系统，以如 下附图示例进行详细说明。