一种适用于海上环境的应变测量装置及其应变测量系统的制作方法

本发明涉及应变测量，特别涉及一种适用于海上环境的应变测量装置及其应变测量系统。

背景技术：

海上结构物的实时监测对于保证结构物的安全具有极为重要的意义。目前主要的方法是采用应变采集测量设备进行实时测量。在如桥梁、大坝等陆上结构中已经得到了极为广泛的应用。但在海上结构物上的测试应用则受到了极大的限制。其主要原因在于：海上环境条件极为恶劣，如结构处于运动状态、海水具有较强的腐蚀性、温差大等，而应变测量装置对于使用环境要求很高，因此常规方案难以满足。

目前现有的应变测量装置基本没有可达到工程防水的要求。即便某些产品号称可以防海水，但其防水时间最大仅仅200小时。而海上结构物的作业测量周期一般为几个月，因此无法满足使用要求。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种适用于海上环境，满足海上长期作业使用的应变测量装置及其应变测量系统。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种适用于海上环境的应变测量装置，包括设置在托管架上的应变传感器，所述应变传感器的外侧设置有与所述托管架密封连接的水密防护壳，所述水密防护壳的外侧壁设置有深水航插，所述深水航插一侧与所述应变传感器相连接，另一侧与防海水线缆相连接。

所述水密防护壳包括五面壳体，所述壳体的底部与所述托管架焊接固定，所述壳体的顶面设置有向所述壳体内填充硅胶的灌胶口。

所述水密防护壳包括四面壳体，和设置在壳体顶面的盖板，所述壳体的顶部设置有向外的折边，所述盖板通过螺栓与所述折边连接以实现所述盖板和所述壳体的固定连接，所述盖板和所述壳体之间设置有垫片；所述壳体的底部设置有向外的半圆形压板；所述压板内穿设有用于连接所述壳体和所述托管架的螺柱，所述壳体和所述托管架之间设置有垫片。

所述水密防护壳由钢材加工而成。

所述垫片由橡胶制成。

一种适用于海上环境的应变测量系统，包括接线盒，信号采集系统，第一光纤转换器，第二光纤转换器，和工控机，所述应变测量系统还包括上述适用于海上环境的应变测量装置；所述应变测量装置与所述接线盒之间通过所述防海水线缆相连接，所述接线盒与所述信号采集系统之间通过信号线相连接，所述信号采集系统与所述第一光纤转换器之间通过网线相连接，所述第一光纤转换器和所述第二光纤转换器之间通过光纤相连接，所述第二光纤转换器和所述工控机之间通过网线相连接。

所述接线盒，所述信号采集系统和所述第一光纤转换器设置在防水防尘机箱内，所述防水防尘机箱设置有用于散热的水冷装置。

本发明的有益效果是：本发明应变测量装置及其应变测量系统，在海上结构实时监测上属于首次，在充分考虑海上作业环境恶劣的基础上，综合考虑了应变传感器的防护要求，设计了专用的防护设备，满足了海上长期作业应变传感器的防水要求，避免了由于应变传感器防水失效所造成的不便。

附图说明

图1：本发明应变测量装置实施例一结构示意图；

图2：本发明应变测量装置实施例二水密防护壳结构示意图；

图3：本发明应变测量装置实施例二水密防护壳的横剖面结构示意图；

图4：本发明应变测量系统结构示意图。

附图标注：1、应变测量装置；2、防海水线缆；3、接线盒；4、信号线；5、信号采集系统；6、防水防尘机箱；7、水冷装置；8、网线；9、第一光纤转换器；10、光纤；11、第二光纤转换器；12、网线；13、工控机；14、托管架；15、应变传感器；16、深水航插；17、壳体；18、灌胶口；19；壳体；20、盖板；21、螺栓；22、垫片；23、压板；24、螺柱；25、垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如附图1至图3所示，一种适用于海上环境的应变测量装置1，包括设置在托管架14上的应变传感器15，所述应变传感器15的外侧设置有与所述托管架14密封连接的水密防护壳，所述水密防护壳的外侧壁设置有深水航插16，所述深水航插16一侧与所述应变传感器15相连接，另一侧与防海水线缆2相连接，用以连接所述应变传感器15和防海水线缆2，实现快速连接。

本发明中，所述水密防护壳采用高等级不锈钢加工而成，并具有两种结构：

实施例一，如图1所示，所述水密防护壳包括五面壳体17，所述壳体17的底部与所述托管架14焊接固定，焊接时应在焊接处再涂上一层硅胶，用于防海水腐蚀；所述壳体17的顶面设置有灌胶口18，通过所述灌胶口18，向所述壳体17内灌注防海水硅胶以达到二次密封及保护所述应变传感器15的效果。

根据实施例一的应变测量装置1的安装方法如下：

1)在对托管架14进行应变测量时，在托管架14选定位置焊接上应变传感器15的焊接块，然后直接把应变传感器15安装在焊接块上；

2)将应变传感器15的信号输出线连接到深水航插16(例如，ZS20-4TK/ZJ型深水航插)的插座上；

3)把壳体17直接焊接在托管架14上，等焊接处冷却后，先在焊点边缘小心滴几滴粘合剂，粘合剂就会渗入焊点周边空隙，然后再在焊接区涂一层保护的防水硅胶，防止焊接处受海水腐蚀，最后再通过灌胶口18往防护壳里灌硅胶。等胶水固化后，再拧上灌胶口塞，拧上的灌胶口塞后也要进行焊接，焊接冷却后，在焊点边缘也同样的滴几滴粘合剂，然后再在焊接区涂一层保护的防水硅胶，防止焊接处受海水腐蚀。

实施例二，如图2和图3所示，所述水密防护壳包括四面壳体19，和设置在壳体19顶面的盖板20，所述壳体19的顶部设置有向外的折边，所述盖板20通过螺栓21与所述折边连接以实现所述盖板20和所述壳体19的固定连接，所述盖板20和所述壳体19之间设置有橡胶垫片22；所述壳体19的底部设置有向外的半圆形压板23；所述压板23内穿设有用于连接所述壳体19和所述托管架14的螺柱24，所述壳体19和所述托管架14之间设置有橡胶垫片25。

如附图4所示，一种适用于海上环境的应变测量系统，包括所述应变测量装置1，以及接线盒3，信号采集系统5，第一光纤转换器9，第二光纤转换器11，和工控机13；所述应变测量装置1与所述接线盒3之间通过所述防海水线缆2相连接，使用时，可根据实际长度需求选用多段防海水线缆2，每段防海水线缆2之间通过深水航插16相互连接以满足实际操作需求；所述接线盒3与所述信号采集系统5之间通过信号线4相连接，所述信号采集系统5与所述第一光纤转换器9之间通过网线8相连接，所述第一光纤转换器9和所述第二光纤转换器11之间通过光纤10相连接，所述第二光纤转换器11和所述工控机13之间通过网线12相连接。

其中，所述接线盒3，所述信号采集系统5和所述第一光纤转换器9设置在防水防尘机箱6内，所述防水防尘机箱6设置有用于散热的水冷装置7。

此外，所述工控机13内设置有监控管理及报警装置，根据采集的数据进行计算分析，并可根据具体监控要求，进行数据存储、回放、预警等功能。