CN204831654U - 一种系船柱受力检测装置 - Google Patents
一种系船柱受力检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204831654U CN204831654U CN201520444822.9U CN201520444822U CN204831654U CN 204831654 U CN204831654 U CN 204831654U CN 201520444822 U CN201520444822 U CN 201520444822U CN 204831654 U CN204831654 U CN 204831654U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bollard
- strain
- detection device
- metal foil
- signal conditioner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种系船柱受力检测装置，包括安装在所述系船柱上的应变电测装置，与应变电测装置相连接的应变电桥信号调理器，分别与应变电桥信号调理器相连接的电源及应变信号采集卡，与应变信号采集卡相连接的终端处理器，安装在缆绳上的数显角度仪，其中终端处理器中具有系缆力数据处理单元。该系船柱受力检测装置方便安装、成本低，能够实现对船舶系缆力的在线实时监测，可以有效保证船舶、货物、人员财产及港口水域的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种船舶监测技术领域，特别涉及一种系船柱受力检测装置。
背景技术
在风、浪、水流的作用下，会使船舶产生较大幅度的运动，出现系缆受力不均衡问题，甚至发生断缆事。船舶系缆力监测及预警装置的研制，可以实现对船舶系缆力的数字化检测。现有的船舶系缆力监测技术中，普遍采用的是在缆绳截断处或者端部安置传感器直接测量，其原理简单，但仅适用于短时间使用，不能长期作为船舶的附属设备使用，实用性不强且布置麻烦。而间接测量船舶系缆力的方法均处于起步阶段，较为前瞻的是利用光纤布拉格光栅传感技术测量系缆张力分布的方法，该方法是在光纤布拉格光栅表面涂覆一层高分子材料，并与系缆材料融合在一起以实现系缆的动态张力分布测试。如申请公开号为CN103837273A(申请号为201410070085.0)的中国发明申请公开的《应力监测装置及制造方法》，该应力监测装置实现了对应力变化的实时监测，该应力监测装置的制造方法解决了系留缆绳的栓系应力监测装置易受环境因素影响，无法准确测量的问题，但是安装非常麻烦。利用光纤布拉格光栅进行监测虽然测量精度较高但购置费用昂贵，对普通船舶的推广适用性差。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种方便安装、成本低且能实现实时在线监测的系船柱受力检测装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种系船柱受力检测装置，其特征在于：包括安装在所述系船柱上的应变电测装置，与所述应变电测装置相连接的应变电桥信号调理器，分别与所述应变电桥信号调理器相连接的电源及应变信号采集卡，与所述应变信号采集卡相连接的终端处理器，所述安装在缆绳上的数显角度仪，其中所述终端处理器中具有系缆力数据处理单元。
优选地，所述应变电测装置为金属箔式应变片，所述金属箔式应变片贴覆设置在所述系船柱的柱体上。
所述金属箔式应变片包括基底，设置在所述基底上的金属箔敏感栅，覆盖设置在所述金属箔敏感栅上的保护片，与所述金属箔敏感栅相连接的信号输出接头。
优选地，所述应变电桥信号调理器内包含惠斯通电桥电路，所述金属箔式应变片的输出电阻作为所述惠斯通电桥电路中的一个电阻。
优选地，所述应变信号采集卡包括依次连接的信号放大器、A/D转换器及TTL电平输出模块，其中所述信号放大器与所述应变电桥信号调理器相连接，所述TTL电平输出模块与所述终端处理器相连接。
方便地，所述电源包括外部供电电源和与外部供电电源相连接的变压器，所述变压器连接于所述应变电桥信号调理器以及数显角度仪。
优选地，所述数显角度仪固定安装在缆绳上。
优选地，所述终端处理器为PC处理器，所述PC处理器具有显示器和报警器。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型中的系船柱受力检测装置生产成本低，安装方便，能够对船舶系缆力进行数字化的准确实时监测。船舶系缆力监测及预警装置的研制，可以实现数字化检测，方便港口管理工作者或船员对船舶的停泊管理，顺应港口系泊建设的智能化发展趋势。
附图说明
图1为本实用新型实施例中系船柱受力检测装置的结构框图。
图2为本实用新型实施例中系船柱的剖面图。
图3为本实用新型实施例中系船柱的俯视图。
图4为本实用新型实施例中应变电测装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1~图4所示，本实施例中的一种系船柱受力检测装置，包括安装在所述系船柱上的应变电测装置，与应变电测装置相连接的应变电桥信号调理器，分别与应变电桥信号调理器相连接的电源及应变信号采集卡，安装在缆绳上的数显角度仪，与应变信号采集卡相连接的终端处理器。
其中，应变电测装置选用金属箔式应变片，金属箔式应变片贴覆设置在所述系船柱的柱体上。其中，金属箔式应变片包括基底1，设置在基底1上的金属箔敏感栅2，覆盖设置在金属箔敏感栅2上的保护片3，与金属箔敏感栅2相连接的信号输出接头。
前述的应变电桥信号调理器4内包含惠斯通电桥电路，而金属箔式应变片的输出电阻作为惠斯通电桥电路中的一个电阻，本实施例中的应变电桥信号调理器4选用阿尔泰S1110应变电桥信号调理器4。金属箔式应变片的信号输出接头一端连接S1110应变电桥信号调理器4的1号端子，金属箔式应变片的信号输出接头一端连接S1110应变电桥信号调理器4的3号端子和4号端子。
前述电源包括外部供电的电网电源和与外部供电电网电源相连接的变压器，所述变压器连接于所述应变电桥信号调理器4以及数显角度仪，为阿尔泰S1110应变电桥信号调理器4以及数显角度仪提供其所需的工作电压，变压器的输出端连接于S1110应变电桥信号调理器4的6号端子.
前述的应变信号采集卡包括依次连接的信号放大器、A/D转换器及TTL电平输出模块，其中信号放大器与应变电桥信号调理器4相连接，TTL电平输出模块与终端处理器相连接，本实施例中的应变信号采集卡选用NIUSB-6212信号采集卡。S1110应变电桥信号调理器4的7号端子和8号端子分别连接于NIUSB-6212信号采集卡的模拟输入端口。
前述的终端处理器为PC处理器，其内具有系缆力数据处理单元以用于计算系缆力，该PC处理器还具有显示器和报警器，分别用于显示和报警。
具体的工作流程为：
步骤一、在系船柱的柱面上、垂直于系船柱轴心线的同一横截面线上选取两个应力监测点A和B，将金属箔式应变片固定设置在应力监测点A和B上，其中金属箔式应变片的基底1与系船柱的外柱面相贴合；在靠近系船柱端的缆绳上选择两个点，分别固定安装数显角度仪。
在金属箔式应变片黏贴前，使用刮刀或锉刀清除监测点A和B处的氧化皮及污垢，用细砂皮纸在监测点打磨出3-5倍金属箔式应变片面积左右的光滑表面。黏贴过程中，用脱脂棉球蘸上无水酒精等溶剂擦洗系船1监测点A和B处表面以清除磨屑、灰尘等杂质，然后将金属箔式应变片黏贴在系船柱监测点A和B处的表面。金属箔式应变片在系船柱上固定后，利用万用表测量贴覆在系船柱上的金属箔式应变片有无断路、短路现象，若出现异常，则及时进行更换；若无异常，则可用电烙铁将金属箔式应变片的输出端与连接好的其他监测设备中的应变电桥信号调理器4的输出端进行锡焊并做好绝缘防护；
步骤二、初始化，在PC终端处理器上设置数显角度仪的参数：测量垂向仰角的数显角度仪设置为水平测量模式，以船舶甲板为基准面；测量平面偏离角的数显角度仪，设置为水平测量模式，以系船柱纵剖面为基准面（如图3）。
在PC终端处理器中设置系统数据，即测点A到中性轴Z轴的距离，测点B到中性轴Z轴的距离，系船柱的柱壳5的弹性模量,系船柱1的中心填料6的弹性模量，系船柱的柱壳5的截面惯性矩，系船柱1的填料的截面惯性矩，系船柱的柱颈外径，A和B两个测点所在的径向截面到系缆受力点所在的径向截面的轴向距离，系船柱的柱壳5的径向截面面积，系船柱的中心填料6的径向截面面积；
设置系缆力的许用值，并设定金属箔式应变片固定位置方式，本实施例中设定金属箔式应变片分别固定在系船柱的柱面上、垂直于系船柱轴心线的同一横截面线上的两个应力监测点A和B；
步骤三、缆绳受到力的作用，偏离基准面，数显角度仪分别测量出平面偏离角以及垂向仰角信号，传送至信号采集卡。
缆绳拉动系船柱使得系船柱产生应变，固定在系船柱柱面上的金属箔式应变片随着系船柱的应变而伸缩变化，则金属箔式应变片电阻发生变化，则相应的所述惠斯通电桥电路中平衡电压随着变化，应变电桥信号调理器4对变换后的电压进行调理处理，并将调理处理后的电压信号传送到所述应变信号采集卡中；
步骤四、所述应变信号采集卡对接收到的电压模拟信号进行放大、滤波处理后，进一步由内置的A/D转换器转换为二进制的数字量形式的离散信号并由TTL电平输出模块的I/O端口传送到所述终端处理器上；
步骤五、终端处理器利用系缆力数据处理单元接收的模拟量信号数据、平面偏离角数据和垂向仰角数据以及初始化设置的系统数据，计算出船舶的系缆力值F(F=f(ε,θ,φ)通过理论分析和计算机模拟计算并经过实验验证修正得到)。
步骤六、PC处理器中的显示器显示实时系缆力的大小，同时PC处理器判断计算出的船舶系缆力值，比较该计算出的船舶系缆力值和设置的系缆力的许用值，如果计算出的船舶系缆力值大于系缆力的许用值，则PC处理器中的报警器进行报警，工作人员可以进行相应的处理措施。
Claims (7)
1.一种系船柱受力检测装置，其特征在于：包括安装在所述系船柱上的应变电测装置，与所述应变电测装置相连接的应变电桥信号调理器（4），分别与所述应变电桥信号调理器（4）相连接的电源及应变信号采集卡，与所述应变信号采集卡相连接的终端处理器，安装在缆绳上的数显角度仪，其中所述终端处理器中具有系缆力数据处理单元。
2.根据权利要求1所述的系船柱受力检测装置，其特征在于：所述应变电测装置为金属箔式应变片，所述金属箔式应变片贴覆设置在所述系船柱的柱体上，所述数显角度仪安装在缆绳上。
3.根据权利要求2所述的系船柱受力检测装置，其特征在于：所述金属箔式应变片包括基底（1），设置在所述基底（1）上的金属箔敏感栅（2），覆盖设置在所述金属箔敏感栅（2）上的保护片（3），与所述金属箔敏感栅（2）相连接的信号输出接头。
4.根据权利要求2所述的系船柱受力检测装置，其特征在于：所述应变电桥信号调理器（4）内包含惠斯通电桥电路，所述金属箔式应变片的输出电阻作为所述惠斯通电桥电路中的一个电阻。
5.根据权利要求1所述的系船柱受力检测装置，其特征在于：所述应变信号采集卡包括依次连接的信号放大器、A/D转换器及TTL电平输出模块，其中所述信号放大器与所述应变电桥信号调理器（4）相连接，所述TTL电平输出模块与所述终端处理器相连接。
6.根据权利要求1所述的系船柱受力检测装置，其特征在于：所述电源包括外部供电电源和与外部供电电源相连接的变压器，所述变压器连接于所述应变电桥信号调理器以及数显角度仪。
7.根据权利要求1所述的系船柱受力检测装置，其特征在于：所述终端处理器为PC处理器，所述PC处理器具有显示器和报警器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520444822.9U CN204831654U (zh) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | 一种系船柱受力检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520444822.9U CN204831654U (zh) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | 一种系船柱受力检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204831654U true CN204831654U (zh) | 2015-12-02 |
Family
ID=54689245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520444822.9U Expired - Fee Related CN204831654U (zh) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | 一种系船柱受力检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204831654U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105865693A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-08-17 | 南阳师范学院 | 一种减振器预紧力的测试方法和预紧力计算软件 |
| CN109615830A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-04-12 | 重庆交通大学 | 大型港工设施系船柱结构安全监测与评估方法 |
-
2015
- 2015-09-16 CN CN201520444822.9U patent/CN204831654U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105865693A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-08-17 | 南阳师范学院 | 一种减振器预紧力的测试方法和预紧力计算软件 |
| CN109615830A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-04-12 | 重庆交通大学 | 大型港工设施系船柱结构安全监测与评估方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104316250A (zh) | 一种船舶系缆力在线监测装置及其监测方法 | |
| CN201892707U (zh) | 电场测量系统 | |
| CN104613891B (zh) | 一种桥梁挠度检测系统及检测方法 | |
| CN102628890B (zh) | 智能型接地安全参数监测方法及装置 | |
| CN202794092U (zh) | 基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置 | |
| CN104568003A (zh) | 一种输电线路覆冰过程的远程监测系统及方法 | |
| KR100402062B1 (ko) | 송전철탑의 탑각 접지저항 측정장치 | |
| CN110335442A (zh) | 一种安全距离测量仪及其测量方法 | |
| CN107132455B (zh) | 一种基于地线电流注入的变电站接地网性能评估方法 | |
| CN204831654U (zh) | 一种系船柱受力检测装置 | |
| CN109470972B (zh) | 一种基于振动图像的变压器铁心松动诊断方法 | |
| CN102735421A (zh) | 一种水力模型泡漩或漩涡流测量系统及测量方法 | |
| CN110412339B (zh) | 一种电力系统电流测量装置及方法 | |
| CN103822737A (zh) | 一种光纤bragg光栅输电线路在线监测装置及方法 | |
| CN103344782B (zh) | 一种光纤布喇格光栅风向传感系统及风向计算方法 | |
| CN206269779U (zh) | 架空光缆弧垂测量装置 | |
| CN210037946U (zh) | 基于tmr隧道磁阻的电流测量装置 | |
| CN208125189U (zh) | 一种尾矿坝体的监测系统 | |
| CN204535743U (zh) | 一种输电线路覆冰过程的远程监测系统 | |
| Kramer et al. | Fiber optic sensor network for lightning impact localization and classification in wind turbines | |
| CN108760018A (zh) | 一种基于激光测距的变电联合构架风振系数在线监测系统及方法 | |
| CN206410675U (zh) | 一种电路板带测耐压的测厚仪 | |
| CN112945487A (zh) | 一种桥梁挠度测量装置及测量方法 | |
| CN208109251U (zh) | 一种基于激光测距的变电联合构架风振系数在线监测系统 | |
| CN110441057A (zh) | 一种船用推进轴遥感式应变测量系统及其测量装置和测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151202 Termination date: 20160916 |