CN101545814A - 一种实时自动记录式水下拉力计 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量水下缆绳张力的实时自动记录式拉力计。包括密封壳体在内的数据自动记录装置，作为其信号输入端的电缆接在弹性应变传感器的通孔内的四个应变片上，且数据自动记录装置经由螺栓和橡胶块固定在支柱上，支柱通过螺孔固定到弹性应变传感器上。本发明体积小、重量轻，能够长达15天以上有效地测量和记录水下缆绳所受的张力，记录数据采用单片机转化数据存储到SD卡上，可在PC机WinXP环境下读出数据和显示数据曲线。本发明为研究养殖网箱等海洋设施的缆绳张力特性提供了一种重要的测量工具。

Description

一种实时自动记录式水下拉力计
技术领域
本发明涉及一种用来测量水下缆绳张力的实时自动记录式拉力计。
背景技术
深海养殖网箱等工程设施常年投放在风大、浪高、流急的海域中，网箱设施作为鱼类养殖的工程载体，在复杂海况特别是灾害性气候条件下将经受巨大的环境荷载作用，对设施和养殖鱼类造成极大威胁。网箱养殖要求网箱系统(包括刚性的网箱框架结构、网衣箱体、锚泊系统和其它附属结构)具有足够的强度以抵抗强风浪等的袭击，防止鱼类逃逸，避免造成巨大的经济损失。养殖网箱的框架系统和网衣系统是通过缆绳锚固在特定的海区，研究和掌握网箱缆绳在风浪中的受力状况是保证网箱系统安全前提条件。测量缆绳张力采用的仪器为拉力计，目前国内外已有带发光数码管显示的吊车用拉力计，或者是具有无线传送功能的液晶显示的拉力计，但是对于在海水环境下能够长期记录的拉力计，还没有相应的产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量水下缆绳张力的实时自动记录式拉力计，以弥补现有技术的不足。
本发明包括密封壳体在内的数据自动记录装置，作为信号输入端的电缆连接在弹性应变传感器的通孔内的四个应变片上，且数据自动记录装置经由螺栓和橡胶块固定在支柱上，支柱通过螺孔固定到弹性应变传感器上。
上述弹性应变传感器的两端设有卸扣的孔，弹性应变传感器是中央部位的通孔内均布设有连接成全桥电路的四个应变片，通孔与孔在一个水平面上，并由密封柱以密封胶密封绝缘通孔，且在弹性应变传感器两端距离通孔中心的1/2～1/3处对应各开有一个U型槽。
在海洋中测量网箱缆绳张力所用的仪器一是要保证足够的强度和量程，二是仪器要保证水密性，三是仪器材料要求耐腐蚀，四是要求仪器本身能够实时自动记录和方便读取。本发明体积小、重量轻，能够长时间(15天以上)有效地测量和记录水下缆绳所受的张力，记录数据采用单片机转化数据存储到SD卡上，可在PC机WinXP环境下读出数据和显示数据曲线。本发明为研究养殖网箱等海洋设施的缆绳张力特性提供了一种重要的测量工具。
附图说明
图1、为本发明的总体结构示意图。
图2、为本发明的弹性应变传感器结构示意图。
其中，1、弹性应变传感器；2、数据自动记录装置；3、电缆；4、卸扣；5、支柱；6、橡胶块；7、螺栓、8、U型槽；9、密封柱；10、通孔；11、应变片；12、孔；13、螺孔。
具体实施方式
如图1，图2，本发明包括密封壳体在内的数据自动记录装置2，其作为信号输入端的电缆3连接在弹性应变传感器1的通孔10内的四个应变片11上，且数据自动记录装置2经由螺栓7和橡胶块6固定在支柱5上，支柱5通过螺孔13固定到弹性应变传感器1上，弹性应变传感器1两端有孔12与卸扣4连接。
如图2，上述弹性应变传感器1是中部开通孔10，通孔10内均布四个连接成全桥电路的应变片11，并接到电缆3的一端，电缆3另一端连接到数据自动记录装置2上。通孔10使用密封柱11以密封胶进行绝缘密封，确保应变片11的与外界绝缘，且在弹性应变传感器1的二端、距离通孔10中心的1/2～1/3处，对应各开有一个U型槽8，使弹性应变传感器1呈S型。
本发明包括弹性应变传感器1，通过连接支柱5、螺孔13、橡胶块6、螺栓7与密封的数据自动记录装置2组装而成。数据自动记录装置2与弹性应变传感器1之间通过电缆3传递电信号。橡胶块6能够起到缓冲作用，而保护数据自动记录装置2。其工作时，启动数据自动记录装置2的电源开关，进行参数设置，然后密封数据自动记录装置2，将缆绳连接到两端卸扣4上，弹性应变传感器1在缆绳张力的作用下产生变形，应变片11产生电信号通过电缆3输入到数据自动记录装置2中，进行记录保存。测量完成后，打开数据记录装置2，将数据读取到PC机上，即可获得缆绳张力。数据自动记录装置2类同与目前海上采用的自动记录流速仪。
上述弹性应变传感器1考虑到额定量程较大，采用S型剪切梁式的设计，即在弹性应变传感器1的二端、距离通孔10中心的1/2～1/3处，对应各开有一个U型槽8，使弹性应变传感器1呈S型，由于剪应力在梁上各处相同，因此这种传感器抗干扰的能力较强。弹性应变传感器1用高强度防海水腐蚀材料制造，如不锈钢材料等。

Claims (2)

1、一种实时自动记录式拉力计，其特征在于包括密封壳体在内的数据自动记录装置(2)，其作为信号输入端的电缆(3)连接在弹性应变传感器(1)的通孔(10)内的四个应变片(11)上，且数据自动记录装置(2)经由螺栓(7)和橡胶块(6)固定在支柱(5)上，支柱(5)通过螺孔(13)固定到弹性应变传感器(1)上，弹性应变传感器(1)两端有孔(12)与卸扣(4)连接。
2、如权利要求(1)所述的实时自动记录式拉力计，其特征在于上述弹性应变传感器(1)是中部开有通孔(10)，通孔(10)内均布的四个应变片(11)连接成全桥电路，且在弹性应变传感器(1)的二端距离通孔(10)中心的1/2～1/3处，对应各开有一个U型槽(8)，使弹性应变传感器(1)呈S型，通孔(10)使用密封柱(11)以密封胶绝缘密封，弹性应变传感器(1)两端有与卸扣(4)连接的孔(12)。
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