[发明专利]水下自容式应变测量装置及系统

说明书

技术领域

本发明实施例涉及应变测量领域，特别涉及一种水下自容式应变测量装置及系统。

背景技术

工程实际中，为了解决部件、机构、结构的静、动强度问题以及分析其受力、变形和可靠性，验证理论设计计算和的正确性等，需要确定应力或应变分布。

水下工程结构在实际应用过程中常处于较为复杂的应力状态，其可能承受的载荷包括母船提供的耦合作用力、水体的拖曳作用、波浪载荷、涡激振动等各类水动力载荷，因此准确测量水下工程结构的应力状态对水下工程结构的设计改造、安全校核、科学实验和风险评估具有重要的作用。

目前，应变测量系统通常设置于干燥安全的无水空间，需要人工进行数据采集与提取工作，大多水下工程结构的应变待测区处于较深水域，如果将应变测试系统设置于母船或其他干燥安全的无水空间，信号通道线的长度需要增加，会导致信号衰减严重，无法获取到高质量的应变信号。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种水下自容式应变测量装置及系统。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种水下自容式应变测量装置，该装置包括水密封装箱、主控制器模块、应变测量模块、信号通道水密接插件、信号通讯及故障报警模块、数据传输模块、供电模块；

主控制器模块、应变测量模块、信号通讯及故障报警模块、供电模块设置在水密封装箱内部；

信号通道水密接插件安装在水密封装箱的安装口处；

主控制器模块与供电模块、应变测量模块、信号通讯及故障报警模块分别连接；

数据传输模块集成在主控制器模块中；

应变测量模块与信号通信线的一端连接，信号通信线的另一端与信号通道水密接插件连接；

应变测量模块，用于采集应变电信号，将与应变电信号对应的应变数据发送至主控制器模块；

主控制器模块，用于监控应变测量模块和供电模块的工作状态，接收并存储应变测量模块发送的应变数据，根据应变测量模块和供电模块的工作状态控制信号通讯及故障报警模块，通过数据传输模块传输应变数据；

供电模块，用于为应变测量模块和主控制器模块供电。

可选的，应变测量模块包括应变电信号采集单元、应变数据传输单元和故障上报单元；

应变测量模块，用于通过应变电信号采集单元采集应变电信号，通过应变数据传输单元将与应变电信号对应的应变数据发送至主控制器模块；

应变测量模块，还用于在应变电信号采集单元存在故障时，通过故障上报单元将故障信息发送至主控制器模块。

可选的，主控制器模块包括供电监测单元、指令发送单元、应变测量监测单元和数据存储单元；

主控制器模块，用于通过供电监测单元监测供电模块是否发生故障；

主控制器模块，用于通过应变测量监测单元监测应变测量模块是否发生故障；

主控制器模块，用于在供电模块发生故障时，通过指令发送单元向供电模块发送供电控制指令，以及向信号通讯及故障报警模块发送供电故障报警指令；

主控制器模块，用于在应变测量模块发生故障时，通过指令发送单元向信号通讯及故障报警模块发送应变故障报警指令；

主控器模块，用于通过数据存储单元存储接收到的应变数据。

可选的，信号通讯及故障报警模块包括供电监测信号灯、供电异常报警灯、应变采集监测信号灯和应变采集异常报警灯；

信号通讯及故障报警模块，用于在供电模块发生故障时，点亮供电异常报警灯；

信号通讯及故障报警模块，用于在应变测量模块发生故障时，点亮应变采集异常报警灯。

可选的，数据传输模块包括有线数据传输单元和无线数据传输单元。

可选的，供电模块包括有线供电单元和锂电池供电单元。

可选的，信号通道水密接插件包括信号通道水密接插头和信号通道水密接插座；

信号通道水密接插头用于将待测水下工程结构与水下自容式应变测量装置连接，信号通道水密接插座安装在水密封装箱的安装口处；

信号通道水密接插头包括信号通道线保护套和插头，插头上设置有针槽和可移动螺纹锁紧套，信号通道线穿过信号通道线保护套与插头连接，信号通道线保护套与插头连接；