水下自容式应变测量装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下自容式应变测量装置及系统，属于应变测量领域。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；解决了现有的应变测量系统工作环境受限，待测水下工程结构与测量系统之间距离大，获取到的应变信号质量不高的问题；达到了提高获取到的应变信号质量，拓展了水下应变测量的作业范围的效果。

Underwater self capacitive strain measurement device and system

【技术实现步骤摘要】
水下自容式应变测量装置及系统
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术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；信号通道水密接插座包括信号通道线保护套、插座、周向密封圈、固定螺母、中空固定螺栓，插座上设置有插针和可移动螺纹锁紧套，插座的底部设置有周向密封圈，信号通道线保护套与插座连接，中空固定螺栓套设在信号通道线保护套上，固定螺母套设在中空固定螺栓上，信号通道线穿过中空固定螺栓和信号通道线保护套与插座连接。第二方面，提供了一种水下自容式应变测量系统，该系统包括如上述第一方面所示的水下自容式应变测量装置和计算机；计算机与水下自容式应变测量装置连接；计算机，用于控制水下自容式应变测量装置，以及与水下自容式应变测量装置进行数据传输。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：该水下自容式应变测量装置包括水密封装箱、主控制器模块、应变测量模块、信号通道水密封接插件、信号通讯及故障报警模块、数据传输模块、供电模块，将主控制器模块、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中，主控制器模块与应变测量模块连接，应变测量模块通过信号通道线与信号通道水密封接插件连接，信号通道水密封接插件通过信号通道线与测量待测水下工程结构的应变传感器连接，建立水下信号通道，由于主控制器模块和应变测量模块均在水下，且主控制器模块和应变侧测量模块之间的距离缩小，待测水下工程结构与应变测量系统之间的距离缩小，能够减小信号衰减，解决了现有的应变测量系统工作环境受限，待测水下工程结构与测量系统之间距离大，获取到的应变信号质量不高的问题；达到了提高获取到的应变信号质量，拓展了水下应变测量的作业范围的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据一示例性实施例示出的一种水下自容式应变测量装置的结构框图；图2是根据一示例性实施例示出的一种应变测量模块的结构框图；图3是根据一示例性实施例示出的一种供电模块的结构框图；图4是根据一示例性实施例示出的一种数据传输模块的结构框图；图5是根据一示例性实施例示出的一种信号通讯及故障报警模块的结构框图；图6是根据一示例性实施例示出的一种主控制器模块的结构框图；图7是根据一示例性实施例示出的一种信号通道水密封接插件在水密封装箱上的安装示意图；图8是根据一示例性实施例示出的一种信号通道水密封接插件的结构示意图；图9是根据一示例性实施例示出的一种水下自容式应变测量系统的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。请参考图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的水下自容式应变测量装置的结构框图。如图1所示，该水下自容式应变测量装置包括主控制器模块110、应变测量模块120、信号通道水密接插件130、信号通讯及故障报警模块140、水密封装箱150、供电模块160、数据传输模块170。主控制器模块110、应变测量模块120、信号通讯及故障报警模块140设置在水密封装箱150内。供电模块160设置在水密封装箱150内。供电模块160用于为应变测量模块120和主控制器模块110供电。信号通道水密接插件130安装在水密封装箱150的安装口处。水密封装箱150上的安装口的数量与信号通道水密接插件130的数量相等，信号通道水密接插件130的数量根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下自容式应变测量装置，其特征在于，所述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；所述主控制器模块、所述应变测量模块、所述信号通讯及故障报警模块、所述供电模块设置在所述水密封装箱内部；所述信号通道水密接插件安装在所述水密封装箱的安装口处；所述主控制器模块与所述供电模块、所述应变测量模块、所述信号通讯及故障报警模块分别连接；所述数据传输模块集成在所述主控制器模块中；所述应变测量模块与信号通信线的一端连接，所述信号通信线的另一端与所述信号通道水密接插件连接；所述应变测量模块，用于采集应变电信号，将与所述应变电信号对应的应变数据发送至所述主控制器模块；所述主控制器模块，用于监控所述应变测量模块和所述供电模块的工作状态，接收并存储所述应变测量模块发送的所述应变数据，根据所述应变测量模块和所述供电模块的工作状态控制所述信号通讯及故障报警模块，通过所述数据传输模块传输所述应变数据；所述供电模块，用于为所述应变测量模块和所述主控制器模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种水下自容式应变测量装置，其特征在于，所述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；所述主控制器模块、所述应变测量模块、所述信号通讯及故障报警模块、所述供电模块设置在所述水密封装箱内部；所述信号通道水密接插件安装在所述水密封装箱的安装口处；所述主控制器模块与所述供电模块、所述应变测量模块、所述信号通讯及故障报警模块分别连接；所述数据传输模块集成在所述主控制器模块中；所述应变测量模块与信号通信线的一端连接，所述信号通信线的另一端与所述信号通道水密接插件连接；所述应变测量模块，用于采集应变电信号，将与所述应变电信号对应的应变数据发送至所述主控制器模块；所述主控制器模块，用于监控所述应变测量模块和所述供电模块的工作状态，接收并存储所述应变测量模块发送的所述应变数据，根据所述应变测量模块和所述供电模块的工作状态控制所述信号通讯及故障报警模块，通过所述数据传输模块传输所述应变数据；所述供电模块，用于为所述应变测量模块和所述主控制器模块供电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述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；所述应变测量模块，用于通过所述应变电信号采集单元采集应变电信号，通过所述应变数据传输单元将与所述应变电信号对应的应变数据发送至所述主控制器模块；所述应变测量模块，还用于在所述应变电信号采集单元存在故障时，通过所述故障上报单元将故障信息发送至所述主控制器模块。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述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；所述主控制器模块，用于通过所述供电监测单元监测所述供电模块是否发生故障；所述主控制器模块，用于通过所述应变测量监测单元监测所述应变测量模块是否发生故障；所述主控制器模块，用于在所述供电模块发生故障时，通过所述指令发送单元向供电模块发送供电控制指令，以及向所述信号通讯及故障报警模块发送供电故障报警指令；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，李政杰，祁恩荣，赵南，刘俊杰，蒋彩霞，耿彦超，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32