CN1176353C - 一种海洋波浪载荷的测量方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋波浪载荷的测量方法，包括下列步骤：a.在海洋平台导管适当位置以悬挂方式套装一刚性圆筒；b.在刚性圆筒与导管之间，沿其轴向间隔适当距离设置有至少两组测力传感器；c.测力传感器检测海洋波浪对刚性圆筒的作用力，并将检测到的数据传递给现有的数据处理装置进行处理。同时本发明还公开了一种悬挂式海洋波浪载荷测力装置，包括刚性圆筒、测力传感器和若干连接装置。由于本发明只采用钢筋或钢丝等具有一定柔性的连接装置就将圆筒与导管沿轴向位置固定，同时沿径向位置又没有约束，因此本发明的结构特别简单可靠；同时本发明采用市场上能够采购到的测力传感器，这样不仅性能可靠而且更换方便，相对现有测力方法而言，本发明对安装施工的要求不高。
Description
技术领域
本发明涉及一种在海洋平台导管架上测量海洋波浪载荷的测量方法和装置。
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。
已经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，在天平测力结构中波浪承载元件与海洋平台导管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。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一就是提供一种方便可靠的在海洋平台导管架上测量海洋波浪载荷的测量方法。
本发明的另一个目的是提供一种本发明测量方法中所用的悬挂式海洋波浪载荷测力装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种海洋波浪载荷的测量方法，包括下列步骤：
a.在海洋平台导管适当位置套装一个刚性圆筒，该刚性圆筒以悬挂方式吊装在海洋平台导管上，其水平方向没有约束力；
b.在刚性圆筒与导管之间，沿其轴向设置有至少两组测力传感器，每个测力传感器组包含有至少三个测力传感器，该至少三个测力传感器位于同一断面上，并且沿周向均布，相临两传感器组之间间隔适当距离；
c.测力传感器检测海洋波浪对刚性圆筒的作用力，并将检测到的数据传递给现有的数据处理装置进行处理。
进一步地，所述各测力传感器组中各测力传感器的周向位置相同。
进一步地，所述刚性圆筒通过钢丝或钢筋等连接装置吊装在所述海洋平台导管上。
进一步地，所述刚性圆筒在自由状态下与海洋平台导管同轴，刚性圆筒的长度不小于其直径的两倍，所述钢筋或钢丝等连接装置的悬吊长度不小于1m。
本发明海洋波浪载荷的测量方法中所用的一种悬挂式海洋波浪载荷测力装置，包括刚性圆筒、测力传感器和若干连接装置，刚性圆筒具有适当长度，其上设置有沿其周向均布的至少三个吊点，一个连接装置的一端与所述刚性圆筒上的一个吊点连接，另一端与海洋平台导管上对应的吊点连接，使得刚性圆筒以悬挂方式套装在海洋平台导管外，刚性圆筒沿其轴向设置有至少两组测力传感器，每个测力传感器组包含有至少三个测力传感器，每组中的测力传感器位于同一断面上，并且沿周向均布，相临两传感器组之间间隔适当距离，当测力装置套装在海洋平台导管外部时，所述测力传感器的传感头靠压在海洋平台导管的外表面上。
进一步地，所述各测力传感器组中各测力传感器的周向位置相同。
进一步地，所述刚性圆筒沿其轴向设置有两组测力传感器，该两测力传感器组分别位于刚性圆筒的上缘和下缘，所述连接装置为钢筋或钢丝。
进一步地，所述刚性圆筒上的吊点位于刚性圆筒内表面的同一断面上，刚性圆筒的长度不小于其直径的两倍。
进一步地，所述刚性圆筒为拼接式结构，两块以上的圆弧形部件相互拼接构成一个完整的刚性圆筒。
由于本发明只采用钢筋或钢丝等具有一定柔性的连接装置就将圆筒与导管沿轴向位置固定，同时沿径向位置又没有约束，因此本发明的结构特别简单可靠；由于本发明的敏感元件采用的是市场上能够采购到的测力传感器，这样不仅性能可靠而且更换方便，相对目前已经使用的测力方法而言，本发明的测力方法是“模块式”结构方式，所以对海洋平台安装施工要求就不高。
附图说明
图1为本发明悬挂式海洋波浪载荷测力装置使用状态示意图；
图2为图1中A-A剖视图；
图3为图1中测力传感器3放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如附图所示，刚性圆筒2由金属制成，其上、下缘内表面上均分别设置有四个测力传感器3，测力传感器3通过其安装孔9和螺钉4与刚性圆筒2相固定，上、下缘处各测力传感器3周向位置相同，并且均沿其周向均布。刚性圆筒2内同一断面的表面上设置由沿其周向均布的四个吊点7，钢筋6一端固定在吊点7上。海洋平台导管1外表面上对应吊点7同样设置有四个吊点5，通过将钢筋6的另一圆与吊点5相固定而将刚性圆筒2悬挂套装在海洋平台导管1上，同时测力传感器的触点8靠压在导管1的外表面上。图2中测力传感器3的位置和吊点7的位置均为示意。自由状态刚性圆筒2与导管1相互对中。为了保证刚性圆筒2横向无约束力，钢筋6的悬挂长度应较长；为了使圆筒2具有适当的刚性，其要具有一定的厚度；同时为了使刚性圆筒2能够准确地反映海洋波浪的作用力，刚性圆筒2应具有一定的长度。本实施例中海洋平台导管1直径1.5m-3m，刚性圆筒2的厚度为10mm-80mm，其长度不小于其直径的2倍，钢筋6的长度不小于1m。
工作时，测力传感器3对海洋波浪施加在刚性圆筒2上的作用力进行检测后，将检测到的数据传递给数据处理装置(图中未示出)，数据处理装置进行相应的数据处理后输出所需的海洋波浪载荷的数据。因刚性圆筒2具有适当的刚性和长度，同时其横向无约束力，因此测力传感器3通过刚性圆筒2检测到的数据真实地反映了海洋波浪的实际作用力，克服现有技术测量可靠性低的缺陷。
为了便于安装，可将刚性圆筒2设计成拼装式结构，即整个刚性圆筒2由两块以上的弧形板拼接而成。
Claims (9)
1.一种海洋波浪载荷的测量方法，包括下列步骤：
a.在海洋平台导管适当位置套装一个刚性圆筒，该刚性圆筒以悬挂方式吊装在海洋平台导管上，其水平方向没有约束力；
b.在刚性圆筒与导管之间，沿其轴向设置有至少两组测力传感器，每个测力传感器组包含有至少三个测力传感器，该至少三个测力传感器位于同一断面上，并且沿周向均布，相临两传感器组之间间隔适当距离；
c.测力传感器检测海洋波浪对刚性圆筒的作用力，并将检测到的数据传递给现有的数据处理装置进行处理。
2.如权利要求1所述的海洋波浪载荷的测量方法，其特征在于，所述各测力传感器组中各测力传感器的周向位置相同。
3.如权利要求2所述的海洋波浪载荷的测量方法，其特征在于，所述刚性圆筒通过钢丝或钢筋连接装置吊装在所述海洋平台导管上。
4.如权利要求3所述的海洋波浪载荷的测量方法，其特征在于，所述刚性圆筒在自由状态下与海洋平台导管同轴，刚性圆筒的长度不小于其直径的两倍，所述连接装置的悬吊长度不小于1m。
5.一种悬挂式海洋波浪载荷测力装置，其特征在于，包括刚性圆筒、测力传感器和若干连接装置，刚性圆筒具有适当长度，其上设置有沿其周向均布的至少三个吊点，一个连接装置的一端与所述刚性圆筒上的一个吊点连接，另一端与海洋平台导管上对应的吊点连接，使得刚性圆筒以悬挂方式套装在海洋平台导管外，刚性圆筒沿其轴向设置有至少两组测力传感器，每个测力传感器组包含有至少三个测力传感器，每组中的测力传感器位于同一断面上，并且沿周向均布，相临两传感器组之间间隔适当距离，当测力装置套装在海洋平台导管外部时，所述测力传感器的传感头靠压在海洋平台导管的外表面上。
6.如权利要求5所述的悬挂式海洋波浪载荷测力装置，其特征在于，所述各测力传感器组中各测力传感器的周向位置相同。
7.如权利要求6所述的悬挂式海洋波浪载荷测力装置，其特征在于，所述刚性圆筒沿其轴向设置有两组测力传感器，该两测力传感器组分别位于刚性圆筒的上缘和下缘，所述连接装置为钢筋或钢丝。
8.如权利要求6所述的悬挂式海洋波浪载荷测力装置，其特征在于，所述刚性圆筒上的吊点位于刚性圆筒内表面的同一断面上，刚性圆筒的长度不小于其直径的两倍。
9.如权利要求5、6、7或8之一所述的悬挂式海洋波浪载荷测力装置，其特征在于，所述刚性圆筒为拼接式结构，两块以上的圆弧形部件相互拼接构成一个完整的刚性圆筒。
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