[实用新型]海洋导管架平台管节点应变监测装置

说明书

本实用新型涉及一种海洋导管架平台管节点应变监测装置，包括应变监测单元、船用电缆、应变数据采集仪、工控机；应变监测单元包括安装于预设管节点的斜撑上预设位置的电阻应变式传感器，电阻应变式传感器后端设有应变放大器；应变数据采集仪与工控机设于中控室内，二者通过网线连接；船用电缆一端与应变监测单元连接，另一端与应变数据采集仪相连，将应变数据采集仪采集的数据传输至应变数据采集仪中，再通过网线输送到工控机中，工控机对数据进行采集、分析以及存储。该装置能够对管节点的应变变化进行实时监控，进而进行疲劳寿命可靠性评估。电阻应变式传感器后端设有应变放大器，可实现应变长期监测、信号长距离传输及准确测量的要求。

技术领域

本实用新型涉及海洋平台结构监测技术领域，尤其涉及海洋导管架平台管节点应变监测装置。

背景技术

海洋导管架平台主要由上部组块结构、导管架和桩三部分组成，而导管架由导管和连接导管的纵横撑杆所组成的空间桁架，承受来自上部组块结构重量和海洋环境等作用。导管架各管状构件相交处形成了管状节点结构，管节点是海洋工程结构研究中的重要对象。在各类海洋环境(如风、浪、流)和工作载荷(如钻井载荷)的作用下，管节点的焊缝连接处承受循环往复的交变载荷，持续累积会导致疲劳破坏，从而会危机到整个平台的安全，甚至是平台倒塌。因此，对平台结构管节点的疲劳损伤进行持续监测是非常有意义的一项工作。

疲劳损伤监测的主要方法是在结构上布设传感器，以获取结构中疲劳关键位置的应力响应，并通过损失分析预估平台剩余寿命。目前管节点应变监测的主要手段有以下三种：一是疲劳寿命计，二是电阻应变片(如图1所示)，三是光纤光栅应变传感器。其中疲劳寿命计的缺点是制作工艺较复杂，造价较高，且市场需求有限，因此没有成熟的产品，所以无法确定基于疲劳寿命计的技术方案；电阻应变片缺点是对噪声敏感，虽然可以测量随时间快速变化的应变，但由于长期自然效应会导致应变漂移，加之黏合剂的锚固效果有限，通常箔式应变计只适用于短时间内测量，不适用于结构长期监测。光纤光栅传感器进行应变传感的光栅在轴线方向所需长度一般为10mm，与所需的参考点位置相比尺寸过大，难以有效获取参考点位置的应力；另一方面，即使采用光栅长度较短的传感器，参考点附近结构表面靠近焊缝，应力升高十分显著，进行应变采集时传感器轴线方向上会受到不均匀应变作用，导致折射率发生不均匀变化，并影响反射谱形状，难以保证采集到的参考点位置应力的准确性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种海洋导管架平台管节点应变监测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种海洋导管架平台管节点应变监测装置，包括应变监测单元、船用电缆、应变数据采集仪、工控机；

所述应变监测单元包括安装于预设管节点的斜撑上预设位置的电阻应变式传感器，所述电阻应变式传感器后端设有应变放大器；

所述应变数据采集仪与所述工控机设于中控室内，二者通过网线连接；

所述船用电缆一端与所述应变监测单元连接，另一端与所述应变数据采集仪相连，将所述应变监测单元检测的数据传输至所述应变数据采集仪中，再通过所述网线输送到所述工控机中，所述工控机对所述数据进行采集、分析以及存储。

优选地，所述预设位置为所述斜撑上且距离所述预设管节点的距离为所述斜撑外径3倍尺寸的截面处。

优选地，所述电阻应变式传感器包括间隔均布于所述斜撑周向侧面的四个传感器。

优选地，所述斜撑周向侧面设有前支座以及与所述前支座间隔平行设置的后支座；所述电阻应变式传感器通过紧固件固定于所述前支座与所述后支座上。

优选地，还包括套设于所述电阻应变式传感器外周的保护罩；

所述保护罩包括设于所述斜撑上的底座，以及通过螺栓可拆卸地安装到所述底座上的端盖。

优选地，所述端盖为316L不锈钢制成的盖体。