一种基于声传输张力腿VIV的监测装置及安装方法与流程

文档序号:11209150阅读:575来源:国知局
一种基于声传输张力腿VIV的监测装置及安装方法与流程

本发明涉及一种基于声传输张力腿viv的监测装置及安装方法。属于张力腿viv传感器的水下安装、数据传输以及水下更换电源的技术领域。



背景技术:

张力腿是海洋张力腿平台的主要的承载结构。作用在浮体上的波浪、海流、台风等环境荷载以及作用到张力腿上的浪和海流荷载,使得张力腿载荷作用非常复杂,张力腿的结构安全性受到很大的挑战,张力腿的viv现象需要特别关注。张力腿长期的振动载荷有可能导致张力腿结构发生疲劳破坏。因此,为了对张力腿的设计提供信息,从而确保张力腿的正常工作,生产中急需要对张力腿viv进行现场监测。

对张力腿的监测需要在张力腿上布置相应的传感器,如倾角仪、加速度计等。但是要将传感器安装到水下,并确保传感器能实时传输监测数据,同时想要在深水中更换电源是一个非常困难的事情。利用声传输和传感器集成的方法是一个新颖的方法,同时利用油介质绝缘且油介质密度小于水的特点是一个非常巧妙的设计方法。

传统的水下自容式传感器不具备实时传输数据的能力,结构的监测信息不能得到实时分析,造成结构分析的滞后性,且每次传导数据需要打捞传感器造成非常大的资源浪费和时间浪费,声传输装置和传感器的集成解决了这一问题。声传输和传感器集成功耗大,传统的一体式自容式传感器无法满足长期采集的电源需求,独立且可完成水下更换的大电源解决了传感器长期采集的电源需求,并数据采集更加稳定和完整。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明的目的是提供一种基于声传输张力腿viv的监测装置及安装方法,该传感器结构简单,解决了水下传感器数据的传输问题和水下电源的更换问题,且更换电源既安全又快捷,大大降低了水下传感器数据采集的间断时间和保证传感器数据采集的实时性,及时发现结构存在的问题,传感器可以长期稳定的安装于水下而不是像传统水下自容式传感器那样定期打捞,从而保证传感器采集数据的稳定性和可靠性。

本发明采取的技术方案:一种基于声传输张力腿viv的监测装置,该监测装置包含第一套筒和第二套筒,所述第一套筒分为上下两个仓,上部仓内集成传感器装置和声传输装置,下部仓注满油介质;所述第二套筒同样分为两个仓,上部仓安装大电源,下部仓注满油介质;所述第一套筒通过第一中间隔板完成分仓,第一中间隔板的第一隔板开孔将传感器及声传输装置的电源接头伸出到下部仓;下部仓的底部设有一个第一下部仓开孔,第一下部仓开孔处设置向內开的自封闭阀门;第一套筒在筒壁处设有用以安装传感器和声传输装置且有深水密封功能的第一螺纹接口;第二套筒内安装大电源,第二套筒在筒壁处设有用以安装大电源且有深水密封功能的第二螺纹接口;第二套筒通过第二中间隔板完成上下分仓,大电源通过第二隔板开孔引出电源线,电源线通过第二下部仓开孔引出;电源线的插式接头采用方便水下机器人安装的单芯插头,插式接头包裹溶于油不溶于水的介质;插式接头通过第一下部仓开孔直接插入传感器和声传输装置的电源接头,当电源线插入第一下部仓开孔时自封闭阀门打开,拔出电源线时,自封闭阀门闭合。

所述的一种基于声传输张力腿viv的监测装置及安装方法,采用下列步骤:

(a)打开第一螺纹接口,将传感器装置和声传输装置放入第一套筒上部仓,并密封第一螺纹接口;

(b)通过第一下部仓开孔,将第一套筒下部仓注满油介质;

(c)打开第二螺纹接口,将大电源放入第二套筒上部仓,并将电源线穿过第二隔板开孔,通过第二下部仓开孔将第二套筒下部仓注满油介质,将电源线穿过第二下部仓开孔,密封第二螺纹接口;

(d)将第一套筒安装到水下指定位置,将第二套筒安装到水下指定位置,利用水下机器人将电源线的插式接头通过第一下部仓开孔插入传感器装置和声传输装置的电源接头。

本发明的有益效果是:这种基于声传输张力腿viv的监测装置及安装方法,成功利用了声传输的特点完成深水传感器数据传输的任务,声传输装置和传感器的集成保证了传感器数据的实时性,同时保证了张力腿结构的健康监测的实时性,对张力腿viv进行实时分析,对结构损伤进行实施评估提供了可能性。水下可更换大电源装置保证了传感器和声传输装置的功耗需求,且水下电源的更换方便快捷,方便水下机器人安装,改善了以往自容式传感器定期打捞的缺点,大大降低数据间断期,为数据采集和传输提供保障,并保证数据采集的稳定性和可靠性。更好的完成张力腿viv的监测和分析。

附图说明

图1是一种基于声传输张力腿viv的监测装置的结构示意图。

图2是插式接头的插前结构示意图。

图中:1、第一套筒,2、传感器装置,3、第一螺纹接口,4、声传输装置,5、传感器及声传输电源线,6、自封闭阀门,7、第一下部仓开孔,8、第一隔板开孔,9、第一中间隔板,10、电源接头,11、油介质,12、第二螺纹接口,13、第二套筒,14、大电源,15、第二隔板开孔,16、第二中间隔板,17、第二下部仓开孔,18、电源线,19、插式接头,20、介质。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

图1、2示出了一种基于声传输张力腿viv的监测装置的结构示意图。图中,这种基于声传输张力腿viv的监测装置,该监测装置包含第一套筒1和第二套筒13。第一套筒1分为上下两个仓,上部仓内集成传感器装置2和声传输装置4,下部仓注满油介质11。第二套筒13同样分为两个仓,上部仓安装大电源14,下部仓注满油介质11。第一套筒1通过第一中间隔板9完成分仓,第一中间隔板9的第一隔板开孔8将传感器及声传输装置的电源接头10伸出到下部仓。下部仓的底部设有一个第一下部仓开孔7,第一下部仓开孔7处设置向內开的自封闭阀门6。第一套筒1在筒壁处设有用以安装传感器2和声传输装置4且有深水密封功能的第一螺纹接口3。第二套筒13内安装大电源14,第二套筒13在筒壁处设有用以安装大电源14且有深水密封功能的第二螺纹接口12。第二套筒13通过第二中间隔板16完成上下分仓,大电源14通过第二隔板开孔15引出电源线18,电源线18通过第二下部仓开孔17引出。电源线18的插式接头19采用方便水下机器人安装的单芯插头,插式接头19包裹溶于油不溶于水的介质20。插式接头19通过第一下部仓开孔7直接插入传感器1和声传输装置4的电源接头10,当电源线18插入第一下部仓开孔7时自封闭阀门6打开,拔出电源线18时,自封闭阀门6闭合。

一种基于声传输张力腿viv的监测装置及安装方法采用下列步骤:

(a)打开第一螺纹接口3,将传感器装置2和声传输装置4放入第一套筒上部仓,并密封第一螺纹接口3;

(b)通过第一下部仓开孔7,将第一套筒下部仓注满油介质11;

(c)打开第二螺纹接口12,将大电源14放入第二套筒上部仓,并将电源线18穿过第二隔板开孔15,通过第二下部仓开孔17将第二套筒下部仓注满油介质11,将电源线18穿过第二下部仓开孔17,密封第二螺纹接口12;

(d)将第一套筒1安装到水下指定位置,将第二套筒13安装到水下指定位置,利用水下机器人将电源线1的插式接头19通过第一下部仓开孔7插入传感器装置2和声传输装置4的电源接头10。

采用上述的技术方案,基于声传输张力腿viv的监测装置包括第一套筒、第二套筒,第一套筒集成传感器和声传输装置,第二套筒安装大电源。第一套筒通过传感器和声传输装置的集成作用,实现传感器数据实时采集、实时传输、实时分析的目的,并避免了因传导数据而定期打捞造成的数据传输间断性和不稳定性,保证了数据采集的完整性和可靠性。第二套筒安装的大电源确保了传感器和声传输装置工作所需要的功耗。第一套筒和第二套筒的油介质仓,利用了油介质密度小于水的特性成功的保护了电源接头,并保证了大电源水下的更换,同时电源接头通过一针航空插头结构,使得水下机器人安装更为方便,确保现场安装的方便和快捷。

第一螺纹接口和第二螺纹接口采用长细螺纹,不仅保证了传感器和声传输装置以及大电源安装的可能性,而且保证了深水的防水性能。第一隔板开孔和第二隔板开孔采用抗深水密封螺栓连接,防止高水压力下油介质大面积进入套筒上部仓。自封闭阀门和第二下部仓开孔处的密封,保证了在深水中水冲击作用下油介质不会大量涌出下部仓。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1