[实用新型]用于深海形变应力监测的多路传感装置

说明书

本实用新型提出了一种用于深海形变应力监测的多路传感装置，所述传感装置包括壳体、差分式压力传感器、多个传感探头、连通管、多个电磁阀和导压主管；本实用新型的有益技术效果是：提出了一种用于深海形变应力监测的多路传感装置，该方案能够消除深海水体引起的背景静压力对检测信号的影响，使我们能够在深海高水压条件下测量微小形变应力，并且单个传感装置就能对多个部位进行监测。

技术领域

本实用新型涉及一种深海管路在线监测技术，尤其涉及一种用于深海形变应力监测的多路传感装置。

背景技术

随着海洋经济开发逐渐向深海迈进，对深海结构物监测需求不断增加，动态及静态下的形变应力因为直接关系到结构物健康与疲劳失效而越来越受到重视。典型的应用场景如：深海的油气管道，油气开采平台FPSO及其所应用的钢悬链线立管（SCR），深海或远海风电平台所应用的水下电缆等。

现有技术中，针对深海环境下的结构物形变检测，常见的手段有ROV定期巡检和光纤传感两种。ROV定期巡检虽然不需要基础设施建设，但是无法实现在线实时监测，并且后期人工及运维成本高；光纤传感虽然能实现在线实时监测，但是建设及设备成本高，更重要的是，光纤传感系统受振动影响大，无法在动态环境下准确测量形变应力，而且易受水下的洋流内波影响，误报率高。

陆上使用的形变及形变应力检测手段主要是以压电材料或者应变材料为主，然而，在高静压力的深海，陆上检测手段会受背景水压力的影响，无法测量微小的形变应力。

实用新型内容

针对背景技术中的问题，本实用新型提出了一种用于深海形变应力监测的多路传感装置，其创新在于：所述传感装置包括壳体、差分式压力传感器、多个传感探头、连通管、多个电磁阀和导压主管；

所述差分式压力传感器和电磁阀封装在壳体内；

所述传感探头由传感硬管和导压支管组成；所述传感硬管为单端口管，传感硬管的端口与导压支管的外端口连接，导压支管的内端口通过电磁阀连通至导压主管，多根导压支管与多个电磁阀一一对应；导压主管与差分式压力传感器的第一输入口连通；传感硬管置于壳体外，导压主管置于壳体内；传感硬管、导压支管和导压主管内填充有液态导压介质；壳体上设置有与导压支管匹配的通孔，导压支管中部通过连接器一与通孔连接；多根导压支管分别对应多个连接器一；

所述连通管的内端口与差分式压力传感器的第二输入口连通，连通管的外端口置于壳体外；壳体上设置有与连通管匹配的通过孔，连通管中部通过连接器二与通过孔连接。

所述壳体的作用是隔绝海水、承担深海压力，对差分式压力传感器起保护效果，具体实施时，应采用具有一定强度的、耐海水腐蚀的材料制作；

所述传感探头固定在结构上用于感知结构形变，当结构发生形变，传感探头也会受迫形变，从而使内部液态导压介质的压力发生变化；

所述导压管用于连通传感探头和差分式压力传感器的第一输入口；

所述连通管用于连通外部环境水体和差分式压力传感器的第二输入口；

所述差分式压力传感器用于获取第一输入口和第二输入口所感应到的压力差。

所述连接器起密封、连接和支撑作用，可在现有技术中择优选用。

所述电磁阀用于控制相应导压主管的导通和关断，通过多个电磁阀实现多个传感探头的切换；电磁阀采用通电时才开启的常闭式电磁阀。

优选地，所述传感硬管的材质为钛基金属、高硅铸铁或硫化橡胶。

基于前述方案，本实用新型还提出了一种监测深海管路形变应力的方法，所涉及的硬件包括传感装置和处理装置；传感装置的结构如前所述，差分式压力传感器的输出部通过电气线缆与处理装置连接；电磁阀的控制部通过电气线缆与处理装置连接；具体的方法包括：