本实用新型涉及信号监测技术领域，尤其涉及一种用于海洋平台的波浪力检测装置。
背景技术：
海洋波浪作用在海洋平台导管架上的载荷是设计海洋平台的重要参数之一。为了获取海洋波浪载荷的数据，人们采用各种测量手段进行测量，目前海洋波浪载荷的测量方法主要分为测压和测力两种；其中，测压是通过对压力再积分得到海洋波浪载荷的，而测力则是一种直接测量方法。
目前普遍使用的测量海洋波浪载荷的测力方法都是天平测力方法，在这种天平测力方法中，首先由敏感元件通过波浪承载元件检测海洋波浪的作用力，然后将检测到的数据传递给相应的处理装置进行处理，最后输出所需的海洋波浪载荷数据。现有的天平测力方法，由于其感受波浪载荷的敏感元件同波浪承载元件(如圆筒)设计成整体，因而为了保证敏感元件能完全感受海洋波浪的载荷，而不受支撑连接波浪承载元件结构的干扰，但是天平测力结构中波浪承载元件与海洋平台导管架腿柱之间的连接部件结构十分复杂；另外，整个天平在实际使用之前就已经同海洋平台导管架腿柱连接在一起共同进行测量前的调试标定，这样在海洋平台安装施工时很容易对天平敏感元件造成损伤而影响测量参数的可靠性。因此现有天平测力方法存在测量部件结构复杂、设备安装要求高、工作可靠性低等缺陷。
技术实现要素：
本实用新型提供一种用于海洋平台的波浪力检测装置，旨在提供一种安装方便、结构可靠性强、灵敏度高、能够适应复杂使用环境的波浪力检测装置，实现海洋平台所处环境的海洋波浪力大小的远距离可靠监测，避免由于海洋波浪作用在海洋平台上的波浪力大小监测不准确而引起不必要的经济损失和人员伤亡。
本实用新型提供的具体技术方案如下：
本实用新型提供的一种用于海洋平台的波浪力检测装置，所述波浪力检测装置包括浮力柱、导杆、密封头、套筒、干燥剂、固定支架、弹性连接片、光栅、光缆连接头、护套、光纤、蓄水箱和导流管；其中，所述浮力柱半悬浮在海面上，所述导杆固定在所述浮力柱的下端，所述密封头安装在所述套筒上端，所述导杆穿过所述密封头与所述干燥剂，所述干燥剂储存在所述套筒的干燥腔中；所述导杆的下端与所述弹性连接片的上端抵接，所述弹性连接片的下端与所述光栅连接，所述光栅采用所述光缆连接头与所述光纤连接，所述光纤和所述光缆连接头的外部设置有所述护套，所述下端固定底座固定在所述套筒的下端；所述固定支架的一端固定在所述套筒的外表面，所述蓄水箱与所述套筒外表面之间采用所述导流管相固定。
可选的，所述导杆包括第一圆柱段、第二圆柱段、底端圆锥段；其中，所述第一圆柱段的上端固定在所述浮力柱的下表面，所述第二圆柱段与所述第一圆柱段相连接，所述底端圆锥段与所述第二圆柱段相连接，所述底端圆锥段的轴线与所述第一圆柱段的轴线平行。
可选的，所述第二圆柱段的轴线与所述第一圆柱段的轴线垂直，所述底端圆锥段的轴线与所述第二圆柱段的轴线垂直。
可选的，所述第二圆柱段的轴线与水平面之间的夹角小于90°，所述第一圆柱段的轴线和所述底端圆锥段的轴线不在一条直线上。
可选的，所述第二圆柱段的轴线与水平面之间的夹角为0°。
可选的，所述套筒包括第一筒段、第二筒段和第三筒段，其中，所述第一筒段在所述第二筒段的上部，所述第二筒段在所述第一筒段与所述第三筒段的连接处；所述第二筒段内填充有所述干燥剂。
可选的，所述密封头采用螺纹连接固定在所述第一筒段的上端，所述第一圆柱段穿过所述密封头，所述第二圆柱段位于所述密封头的下端且所述第二圆柱段位于所述第一筒段的内腔中，所述底端圆锥段穿过所述干燥剂。
可选的，所述底部圆锥段包括圆柱段和圆锥段，其中，所述圆锥段的锥度为30°～60°，所述圆锥段的长度大于所述底部圆锥段的长度的八分之一且小于所述底部圆锥段的长度的四分之一。
可选的，所述弹性连接片的上端设置有滚轮，所述滚轮与所述圆锥段的锥面抵接。
可选的，所述导流管的右侧连接所述第一筒段的外表面，所述导流管的左侧连接所述蓄水箱，其中，所述蓄水箱的内腔、所述导流管的内腔与所述第一筒段的内腔相互连通，所述干燥剂的上表面为锥形，所述导流管的轴线与水平面之间的夹角大于30°，所述干燥剂的上表面的锥角和所述导流管的轴线与水平面之间的夹角相等。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型实施例提供的一种波浪力检测装置，包括浮力柱、导杆、密封头、套筒、干燥剂、固定支架、弹性连接片、光栅、光缆连接头、护套、光纤、蓄水箱和导流管；其中，浮力柱半悬浮在海面上，导杆固定在浮力柱的下端，密封头安装在套筒上端，导杆穿过密封头与干燥剂，干燥剂储存在套筒的干燥腔中；导杆的下端与弹性连接片的上端抵接，弹性连接片的下端与光栅连接，光栅采用光缆连接头与光纤连接，光纤和光缆连接头的外部设置有护套；固定支架的一端固定在套筒的外表面，蓄水箱与套筒外表面之间采用导流管相固定。当海洋波浪冲击浮力柱时，浮力柱在海洋波浪力作用下上下浮动，进而浮力柱带动导杆上下运动，导杆带动其下部的圆锥段上下移动，进而可以引起与圆锥段抵接的弹性连接片发生弹性形变，进而与弹性连接片连接的光栅可以检测到弹性连接片上的弹性形变，最后通过光纤将形变信号传输给检测设备，供采集人员采集，从而得到实时的波浪力情况；而且本实用新型的波浪力检测装置，由于在套筒的干燥腔中储存有干燥剂，且蓄水箱与套筒外表面之间采用导流管相连接，可良好的杜绝在导杆上下运动时带进装置的水流进入下端的应变片，有效阻止水汽的进入；第一导杆采用偏置方式可有效防止海水顺着导杆流向弹性连接片，导杆上下移动过程中，从导杆1与密封头3之间的接触面进入第一筒段401的海水，可以顺利的经干燥剂上表面的锥面顺利进入导流管14的内腔，然后经导流管14的内腔流向蓄水箱内。
本实用新型实施例提供的一种波浪力检测装置，安装方便、结构可靠性强、灵敏度高、能够适应复杂使用环境，可以实现海洋波浪力大小的远距离可靠监测，避免由于海洋波浪作用在海洋平台上的波浪力大小监测不准确而引起不必要的经济损失和人员伤亡。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例的一种用于海洋平台的波浪力检测装置的剖视结构示意图；
图2为本实用新型实施例的图1中的A部分局部放大图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”和“第八”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
下面将结合图1和图2对本实用新型实施例的一种用于海洋平台的波浪力检测装置进行详细的说明。
参考图1所示，本实用新型实施例提供的一种用于海洋平台的波浪力检测装置100，包括浮力柱1、导杆2、密封头3、套筒4、干燥剂6、固定支架5、弹性连接片7、光栅8、光缆连接头12、护套9、光纤13、蓄水箱11和导流管14；其中，浮力柱1半悬浮在海面上，导杆2固定在浮力柱1的下端，密封头3安装在套筒4上端，导杆2穿过密封头3与干燥剂6，干燥剂6储存在套筒4的干燥腔中；导杆2的下端与弹性连接片7的上端抵接，弹性连接片7的下端与光栅8连接，光栅8采用光缆连接头12与光纤13连接，光纤13和光缆连接头12的外部设置有护套9；固定支架5的一端固定在套筒4的外表面，蓄水箱11与套筒4的外表面之间采用导流管14相固定。
其中，浮力柱1采用轻质材料制成，浮力柱1可以悬浮在海水中，也可以漂浮在海水中，也即浮力柱1可以随海平面或者海洋波浪的大小，上下漂浮移动。对于浮力柱1的具体材质和结构形状，本实用新型实施例不做具体限定。示例的，浮力柱1可以聚乙烯材质的圆柱形浮子。对于导杆2固定在浮力柱1的下端的具体固定方式，本实用新型实施例不做具体限定，示例的，导杆2可以焊接在浮力柱1的下端或者导杆2采用螺纹连接固定在浮力柱1的下端。
进一步的，导杆2包括第一圆柱段201、第二圆柱段202、底端圆锥段203；其中，第一圆柱段201的上端固定在浮力柱1的下表面，第二圆柱段202与第一圆柱段201相连接，底端圆锥段203与第二圆柱段202相连接，底端圆锥段203的轴线与第一圆柱段201的轴线平行。示例的，底端圆锥段203的轴线与第一圆柱段201均竖直设置，其中，底端圆锥段203的轴线与第一圆柱段201竖直设置，可以方便浮力柱1带动导杆2上下移动。
参考图1所示，第二圆柱段202的轴线与水平面之间的夹角为0°，也即第二圆柱段202水平设置，第二圆柱段202的轴线与第一圆柱段201的轴线垂直，底端圆锥段203的轴线与第二圆柱段202的轴线垂直。
示例的，第二圆柱段202的轴线与水平面之间的夹角小于90°，第一圆柱段201的轴线和底端圆锥段203的轴线不在一条直线上。底端圆锥段203与第一圆柱段201平行，且第一圆柱段201的轴线和底端圆锥段203的轴线不在一条直线上，可以保证导杆在上下运动过程中带入的水流不沿导杆流向弹性胶片。其中，第二圆柱段202与密封头3和干燥剂6相互配合，用于限定导杆2在套筒4内腔中的移动范围，可以有效防止由于导杆2的位移过大导致弹性连接片7与导杆2的下端之间的抵接脱离。
进一步的，参考图1所示，套筒4包括第一筒段401、第二筒段402和第三筒段403，其中，第一筒段401在第二筒段402的上部，第二筒段402在第一筒段401与第三筒段403的连接处；第二筒段402的内腔中填充有干燥剂6。
进一步的，参考图1所示，密封头3采用螺纹连接固定在第一筒段401的上端，第一圆柱段201穿过密封头3，第二圆柱段202位于密封头3的下端且第二圆柱段202位于第一筒段401的内腔中，底端圆锥段203穿过干燥剂6。
示例的，参考图1和图2所示，底部圆锥段203包括圆柱段2031和圆锥段2032，其中，圆锥段2032的锥度为30°～60°，圆锥段2032的长度大于底部圆锥段203的长度的八分之一且小于底部圆锥段203的长度的四分之一。需要说明的是，将圆锥段2032的长度大于底部圆锥段203的长度的八分之一且小于底部圆锥段203的长度的四分之一，并且圆锥段2032的锥度设置为30°～60°，可以保证本实用新型实施例的波浪力检测装置检测海洋平台所处海域的波浪力的精确性。
进一步的，参考图1和图2所示，弹性连接片7的上端设置有滚轮，该滚轮与圆锥段2032的锥面抵接，其中，圆锥段2032的锥面可以在弹性连接片7的上端设置的滚轮上移动，即圆锥段2032的锥面上下移动的过程中，弹性连接片7与圆锥段2032的锥面之间的摩擦力为滚动摩擦，可以保证圆锥段2032的锥面随导杆2灵活的上下移动。
进一步的，参考图1所示，导流管14的右侧连接第一筒段401的外表面，导流管14的左侧连接蓄水箱11，其中，蓄水箱的内腔、导流管的内腔与第一筒段的内腔相互连通。
示例的，干燥剂6的上表面为锥形，导流管14的轴线与水平面之间的夹角大于30°，干燥剂6的上表面的锥角和导流管14的轴线与水平面之间的夹角相等。将导流管14的轴线与水平面之间的夹角设置为大于30°且干燥剂6的上表面的锥角设置为大于30°，可以保证导杆上下移动过程中，从导杆2与密封头3之间的接触面进入第一筒段401的海水，可以顺利的经干燥剂上表面的锥面顺利进入导流管14的内腔，然后经导流管14的内腔流向蓄水箱内。
本实用新型实施例的波浪力检测装置在使用的过程中，固定在作业平台立柱上，其中，本实用新型实施例的波浪力检测装置的浮力柱1位于海面上，当海洋波浪冲击浮力柱1时，浮力柱1在海洋波浪力作用下上下浮动，进而带动导杆2上下运动，导杆2带动弹性连接片7发生弹性变形，进而与弹性连接片连接的光栅可以检测到弹性连接片上的弹性形变，最后通过光纤将形变信号传输给检测设备，供采集人员采集，从而得到实时的波浪力情况。
本实用新型实施例提供的一种波浪力检测装置，包括浮力柱、导杆、密封头、套筒、干燥剂、固定支架、弹性连接片、光栅、光缆连接头、护套、光纤、蓄水箱和导流管；其中，浮力柱半悬浮在海面上，导杆固定在浮力柱的下端，密封头安装在套筒上端，导杆穿过密封头与干燥剂，干燥剂储存在套筒的干燥腔中；导杆的下端与弹性连接片的上端抵接，弹性连接片的下端与光栅连接，光栅采用光缆连接头与光纤连接，光纤和光缆连接头的外部设置有护套；固定支架的一端固定在套筒的外表面，蓄水箱与套筒外表面之间采用导流管相固定。当海洋波浪冲击浮力柱时，浮力柱在海洋波浪力作用下上下浮动，进而浮力柱带动导杆上下运动，导杆带动其下部的圆锥段上下移动，进而可以引起与圆锥段抵接的弹性连接片发生弹性形变，进而与弹性连接片连接的光栅可以检测到弹性连接片上的弹性形变，最后通过光纤将形变信号传输给检测设备，供采集人员采集，从而得到实时的波浪力情况；而且本实用新型的波浪力检测装置，由于在套筒的干燥腔中储存有干燥剂，且蓄水箱与套筒外表面之间采用导流管相连接，可良好的杜绝在导杆上下运动时带进装置的水流进入下端的应变片，有效阻止水汽的进入；第一导杆采用偏置方式可有效防止海水顺着导杆流向弹性连接片，导杆上下移动过程中，从导杆1与密封头3之间的接触面进入第一筒段401的海水，可以顺利的经干燥剂上表面的锥面顺利进入导流管14的内腔，然后经导流管14的内腔流向蓄水箱内。
本实用新型实施例提供的一种波浪力检测装置，安装方便、结构可靠性强、灵敏度高、能够适应复杂使用环境，可以实现海洋波浪力大小的远距离可靠监测，避免由于海洋波浪作用在海洋平台上的波浪力大小监测不准确而引起不必要的经济损失和人员伤亡。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。