[发明专利]一种工程结构振动加速度监测设备的现场标定方法

说明书

本发明涉及一种工程结构振动加速度监测设备的现场标定方法，用于对现场待标定传感器进行标定，包括：基于待标定传感器的量程和精度，确定重力摆的垂重m和冲击角度范围，规划现场标定组次的条件设置；标准加速度传感器与现场待标定传感器保持在同一高层上，实现与待检传感器进行同步测量；将固定支架通过磁铁吸附于传感器安装平面进行固定，通过活动销轴将重力摆、固定支架连接，组合不同的销孔位置获取合适的摆臂长度，保证重力摆能够锤击至待标定传感器防底座位置；获取现场待标定传感器的标定系数；构建标定参数曲线，完成标定。

技术领域

本发明涉及一种工程结构振动加速度实时监测设备的现场标定方法。

背景技术

随着我国海洋工程事业的发展，海洋平台的数值化、智能化逐渐得到重视和推广。振动加速度传感器作为海洋结构健康监测的重要设备，具有适应性强，安装方便，监测数据可靠等优点，是实现海洋平台数值化与智能化的必要设备之一。然而，加速度传感器经过长时间的运行，不可避免的出现漂移现象，从而导致监测数据失真，影响管理人员进行数据分析，甚至造成监测系统错误预警，干扰平台正常作业。

目前，加速度传感器通常在陆上室内实验由专业人员进行参数标定，包括重力场法，比较法，而针对安装于平台现场后的加速度传感器，亦是通过拆卸后返回陆上实验室进行标定。这种标定方式，一方面会长时间终止监测数据的连续性，致使监测系统的实时性无法得到保障；另一方面需要现场额外的拆装过程，干扰平台现场正常作业，耗时费力。

基于上述原因，研发适应于海洋平台结构振动加速度实时监测设备的现场标定方法具有切实的工程意义。

发明内容

在综合考虑方便操作和经济性的前提下，本发明提出了一种应用于结构振动加速度实时监测设备的现场标定方法。这种方法操作简单，无需拆卸加速度传感器，既可保障监测系统工作的连续性，又可由作业人员直接对现场传感器进行标定，达到降本增效的目的。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种工程结构振动加速度监测设备的现场标定方法，用于对现场待标定传感器进行标定，包括重力摆、固定支架、标准加速度传感器、传感器标定校准系统、活动销轴和角度定位销轴。其中，待标定加速度传感器与对待标定加速度传感器固定在同一个底座上，重量摆与重量锤相连；固定支架斜向固定在工作平台上，在固定支架上固定有弧形角度撑杆；重量摆和固定支架上开有销孔，通过活动销轴将重力摆和固定支架进行连接，改变不同的孔位组合，得到不同的支撑高度和摆长，以适应不同的现场条件和获得不同大小的对底座的冲击载荷；弧形角度撑杆上均匀开有角度定位销孔；通过定位销轴将重力摆固定在不同的角度上；通过改变角度定位销轴的位置确定重量摆的初始角度；标准加速度传感器与传感器标定校准系统连接，进行加速度数据采集。现场标定的步骤如下：

(1)基于待标定传感器的量程和精度，确定重力摆的垂重m和冲击角度范围[θ_min,θ_max]，规划现场标定组次的条件设置，即确定(m，θ_i)_j，其中，i＝1，2，……n为不同的冲击角度，j＝1，2，……k为标定重复次数，n≥5，且k≥5；

(2)标准加速度传感器与现场待标定传感器保持在同一高层上，实现与待检传感器进行同步测量；

(3)将固定支架通过磁铁吸附于传感器安装平面进行固定，通过活动销轴将重力摆、固定支架连接，组合不同的销孔位置获取合适的摆臂长度，保证重力摆能够锤击至待标定传感器防底座位置；

(4)按照规划的标定组次，通过角度定位销轴插入弧形角度撑杆上对应的角度定位销孔内，完成第一组冲击角度参数(m，θ₁)的设定；

(5)待重力摆安装设置完毕后，瞬时抽出定位销轴，使重力摆自由下摆，瞬时打击待标定传感器支撑底座，传感器标定校准系统采集得到标准加速度传感器的振动信号，通过直接比较法，获取现场待标定传感器的标定系数；