船体应力的检测方法及系统与流程

本发明涉及船体管理技术领域，特别涉及一种船体应力的检测方法及系统。

背景技术：

船舶在海上航行时，由于天气及海况原因，船舶自身会一直处于颠簸状态，这就会使船舶局部产生应力集中，尤其在海况比较差的情况下，应力集中更为严重，甚至出现损坏船体的现象，故需要配置应力监测传感器来监控船体结构的应力大小与结构变形，以方便船员实时了解船体状况，做出正确决策，以避免产生严重后果。

就目前而言，通用的船体应力监测传感器信号都由电缆引出，然后送至船体应力监测报警系统进行监控与分析。但是，由于船体结构复杂，且很多地方不便于电缆敷设，且电缆敷设需要固定或者穿管，如此势必会增加铁舾件的焊接，而焊接又影响船舶的pspc(一种性能标准)，破坏船舶船体结构和油漆的完整性，另一方面由于船体结构的限制，许多地方不方便敷设或者穿越电缆。由此可知目前可采集信号的船体应力区域有限，不能够灵活地根据需求增减数量，船体上的很多区域未能覆盖，只能象征性的选择布置在船体应力可能比较集中的主甲板面上的几个位置，从而度数据的采集和应力监控造成很大的局限性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有技术中船体中通过铺设电缆实现对船体应力的监测，存在船体上许多地方不方便敷设或者穿越电缆而导致船体上的很多区域未能覆盖，不能对船体的应力进行有效检测等缺陷，目的在于提供一种船体应力的检测方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种船体应力的检测方法，所述检测方法包括：

根据船体结构确定船体上的多个应力集中区域；

在所述应力集中区域处设置无线应力检测模块；

当所述船体在航行时，根据所述无线应力检测模块获取所述应力集中区域对应的目标应力数据。

较佳地，所述根据船体结构确定船体上的多个应力集中区域的步骤包括：

对所述船体的所述船体结构进行有限元分析，获取不同的所述船体对应的所述应力集中区域。

较佳地，当一个所述应力集中区域对应设置多个所述无线应力检测模块时，所述根据所述无线应力检测模块获取所述应力集中区域对应的目标应力数据的步骤包括：

获取每个所述应力集中区域中的每个所述无线应力检测模块采集的第一应力数据；

将所述第一应力数据进行相加，获取每个所述应力集中区域对应的所述目标应力数据。

较佳地，当所述应力集中区域对应一个所述无线应力检测模块时，所述根据所述无线应力检测模块获取所述应力集中区域对应的目标应力数据的步骤包括：

分别获取每个所述无线应力检测模块采集的每个所述应力集中区域对应的所述目标应力数据。

较佳地，所述船体上设置多个无线数据收发模块；

当所述应力集中区域对应一个所述无线应力检测模块时，所述根据所述无线应力检测模块获取所述应力集中区域对应的目标应力数据的步骤包括：

采用所述无线数据收发模块获取设定距离内的每个所述无线应力检测模块采集的所述目标应力数据；

获取每个所述无线数据收发模块得到每个所述应力集中区域对应的所述目标应力数据。

较佳地，所述根据所述无线应力检测模块获取所述应力集中区域对应的目标应力数据的步骤之后还包括：

判断所述目标应力数据是否超过所述应力集中区域对应的应力参考阈值，若超过，则确定所述应力集中区域的船体结构严重受损，并生成告警信息。

较佳地，在一部分的所述应力集中区域处设置所述无线应力检测模块，在剩余部分的所述应力集中区域处设置有线应力检测模块；

当所述船体在航行时，所述检测方法还包括：

根据所述有线应力检测模块获取对应的所述应力集中区域的所述目标应力数据；

其中，所述有线应力检测模块通过电缆获取与传输所述目标应力数据。

较佳地，所述无线应力检测模块包括无线应变式传感器；和/或，

所述有线应力检测模块包括有线应变式传感器。

本发明还提供一种船体应力的检测系统，所述检测系统包括应力集中区域确定模块、设置模块和目标应力数据获取模块；

所述应力集中区域确定模块用于根据船体结构确定船体上的多个应力集中区域；

所述设置模块用于在所述应力集中区域处设置无线应力检测模块；

所述目标应力数据获取模块用于当所述船体在航行时，根据所述无线应力检测模块获取所述应力集中区域对应的目标应力数据。

较佳地，所述应力集中区域确定模块用于对所述船体的所述船体结构进行有限元分析，获取不同的所述船体对应的所述应力集中区域。

较佳地，当一个所述应力集中区域对应设置多个所述无线应力检测模块时，所述目标应力数据获取模块用于包括第一应力数据获取单元和目标应力数据获取单元；

所述第一应力数据获取单元用于获取每个所述应力集中区域中的每个所述无线应力检测模块采集的第一应力数据；

所述目标应力数据获取单元用于将所述第一应力数据进行相加，获取每个所述应力集中区域对应的所述目标应力数据。

较佳地，当所述应力集中区域对应一个所述无线应力检测模块时，所述目标应力数据获取模块用于分别获取每个所述无线应力检测模块采集的每个所述应力集中区域对应的所述目标应力数据。

较佳地，所述船体上设置多个无线数据收发模块；

当所述应力集中区域对应一个所述无线应力检测模块时，所述目标应力数据获取模块用于采用所述无线数据收发模块获取设定距离内的每个所述无线应力检测模块采集的所述目标应力数据，并获取每个所述无线数据收发模块得到每个所述应力集中区域对应的所述目标应力数据。

较佳地，所述检测系统还包括判断模块；

所述判断模块用于判断所述目标应力数据是否超过所述应力集中区域对应的应力参考阈值，若超过，则确定所述应力集中区域的船体结构严重受损，并生成告警信息。

较佳地，在一部分的所述应力集中区域处设置所述无线应力检测模块，在剩余部分的所述应力集中区域处设置有线应力检测模块；

当所述船体在航行时，所述目标应力数据获取模块还用于根据所述有线应力检测模块获取对应的所述应力集中区域的所述目标应力数据；

其中，所述有线应力检测模块通过电缆获取与传输所述目标应力数据。

较佳地，所述无线应力检测模块包括无线应变式传感器；和/或，

所述有线应力检测模块包括有线应变式传感器。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中，通过根据船体结构确定不同船体上对应的应力集中该区域，然后在应力集中该区域设置无线应变式传感器，通过无线的方式获取每个应力集中该区域的应力数据并发送至船体应力监控系统进行分析处理，避免了繁琐的电缆敷设、电缆固定、穿管工作等操作，减少了铁舾件的焊接，进而降低了对船舶的pspc、船舶船体结构和油漆完整性的破坏，且受船体结构的限制较小，可以更加方便的布置；另外，这种船体应力检测方式有助于开辟更多的应力可采集区域，从而提高了船体应力监测的精准性，对于市场的拓展非常有帮助，也促进了智能船体的实现。

附图说明

图1为本发明实施例1的船体应力的检测方法的流程图。

图2为本发明实施例2的船体应力的检测方法中的无线应力检测模块分布示意图。

图3为本发明实施例2的船体应力的检测方法的流程图。

图4为本发明实施例2的船体应力的检测方法的无线数据收发模块的分布示意图。

图5为本发明实施例3的船体应力的检测方法的流程图。

图6为本发明实施例4的船体应力的检测系统的模块示意图。

图7为本发明实施例5的船体应力的检测系统的模块示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

随着船舶市场对船体应力监测系统有越来越大的需求，这就需要船舶安全监控与保养计划的辅助决策更精准，为了实现更准确地对船体的应力进行检测，具体地：

如图1所示，本实施例的船体应力的检测方法包括：

s101、根据船体结构确定船体上的多个应力集中区域；

s102、在应力集中区域处设置无线应力检测模块；

s103、当船体在航行时，根据无线应力检测模块获取应力集中区域对应的目标应力数据。

以主甲板面为例，如图2所示，a表示船体的主甲板面，每个框b均表示一个应力集中区域，c表示在应力集中区域内设置的无线应力检测模块。

通过无线应力检测模块就地采集，并无线远程传输发送至船体应力监控系统中，进而方便对数据进行集中监控管理与分析，且扩大了数据采集范围，更能有效且准确地对船体进行监测。

本实施例中，通过根据船体结构确定不同船体上对应的应力集中该区域，然后在应力集中该区域设置无线应力检测模块，进而获取每个应力集中该区域的应力数据，避免了繁琐的电缆敷设、电缆固定、穿管工作等操作，减少了铁舾件的焊接，进而降低了对船舶的pspc、船舶船体结构和油漆完整性的破坏，且受船体结构的限制较小，可以更加方便的布置；另外，这种船体应力检测方式有助于开辟更多的应力可采集区域，从而提高了船体应力监测的精准性。

实施例2

如图3所示，本实施例的船体应力的检测方法是对实施例1的进一步改进，具体地：

步骤s101包括：

s1011、对船体的船体结构进行有限元分析，获取不同的船体对应的应力集中区域。

另外，还可以将有限元分析与实际航行经验相结合，来获取不同的船体对应的应力集中区域，这样确定的应力集中区域对应的应力数据更符合船体实际受到的应力。

当一个应力集中区域对应设置多个无线应力检测模块时，步骤s103包括：

获取每个应力集中区域中的每个无线应力检测模块采集的第一应力数据；

将第一应力数据进行相加，获取每个应力集中区域对应的目标应力数据。

当应力集中区域对应一个无线应力检测模块时，步骤s103包括：

分别获取每个无线应力检测模块采集的每个应力集中区域对应的目标应力数据。

此处的应力采集拓扑结构中，每个无线应力检测模块直接将采集的目标应力数据至船体应力监控系统。

当在船体上设置多个无线数据收发模块，且应力集中区域对应一个无线应力检测模块时，步骤s103包括：

采用无线数据收发模块获取设定距离内的每个无线应力检测模块采集的目标应力数据；

获取每个无线数据收发模块得到每个应力集中区域对应的目标应力数据。

其中，无线数据收发模块包括但不限于网关。

此处的应力采集拓扑结构中，通过无线数据收发模块中转多个无线应力检测模块采集的目标应力数据至船体应力监控系统(计算机网络系统)。

如图4所示，d表示无线数据收发模块。

步骤s103之后还包括：

s104、判断目标应力数据是否超过应力集中区域对应的应力参考阈值，若超过，则确定应力集中区域的船体结构严重受损，并生成告警信息，以方便相关工作人员根据告警信息对相应的应力集中区域的船体结构进行及时检查与修整。

本实施例中，通过根据船体结构确定不同船体上对应的应力集中该区域，然后在应力集中该区域设置无线应力检测模块，进而获取每个应力集中该区域的应力数据，避免了繁琐的电缆敷设、电缆固定、穿管工作等操作，减少了铁舾件的焊接，进而降低了对船舶的pspc、船舶船体结构和油漆完整性的破坏，且受船体结构的限制较小，可以更加方便的布置；另外，这种船体应力检测方式有助于开辟更多的应力可采集区域，从而提高了船体应力监测的精准性。

实施例3

如图5所示，本实施例的船体应力的检测方法是对实施例1的进一步改进，具体地：

在一部分的应力集中区域处设置无线应力检测模块，在剩余部分的应力集中区域处设置有线应力检测模块。

当船体在航行时，步骤s103之后还包括：

s105、根据有线应力检测模块获取对应的应力集中区域的目标应力数据；

其中，有线应力检测模块通过电缆获取与传输目标应力数据。

无线应力检测模块包括但不限于无线应变式传感器，有线应力检测模块包括但不限于有线应变式传感器。

本实施例中，当船体在航行时，通过一部分的有线应力检测模块基于电缆将采集的数据传输至应力监控系统，通过一部分的无线应力检测模块采用无线方式将将采集的数据传输至船体应力监控系统，兼容两者数据采集方式，有效地提高了船体应力监测的精准性。

实施例4

如图6所示，本实施例的船体应力的检测系统包括应力集中区域确定模块1、设置模块2和目标应力数据获取模块3。

其中，船体应力的检测系统为船体应力监控系统，也可以是船体应力监控系统中的一部分。

应力集中区域确定模块1用于根据船体结构确定船体上的多个应力集中区域；

设置模块2用于在应力集中区域处设置无线应力检测模块；

目标应力数据获取模块3用于当船体在航行时，根据无线应力检测模块获取应力集中区域对应的目标应力数据。

以主甲板面为例，如图2所示，a表示船体的主甲板面，每个框b均表示一个应力集中区域，c表示在应力集中区域内设置的无线应力检测模块。

通过无线应力检测模块就地采集，并无线远程传输发送至船体应力监控系统中，进而方便对数据进行集中监控管理与分析。

本实施例中，通过根据船体结构确定不同船体上对应的应力集中该区域，然后在应力集中该区域设置无线应力检测模块，进而获取每个应力集中该区域的应力数据，避免了繁琐的电缆敷设、电缆固定、穿管工作等操作，减少了铁舾件的焊接，进而降低了对船舶的pspc、船舶船体结构和油漆完整性的破坏，且受船体结构的限制较小，可以更加方便的布置；另外，这种船体应力检测方式有助于开辟更多的应力可采集区域，从而提高了船体应力监测的精准性。

实施例5

如图7所示，本实施例的船体应力的检测系统是对实施例4的进一步改进，具体地：

应力集中区域确定模块1用于对船体的船体结构进行有限元分析，获取不同的船体对应的应力集中区域。

另外，还可以将有限元分析与实际航行经验相结合，来获取不同的船体对应的应力集中区域，这样确定的应力集中区域对应的应力数据更符合船体实际受到的应力。

当一个应力集中区域对应设置多个无线应力检测模块时，目标应力数据获取模块3用于包括第一应力数据获取单元和目标应力数据获取单元；

第一应力数据获取单元用于获取每个应力集中区域中的每个无线应力检测模块采集的第一应力数据；

目标应力数据获取单元用于将第一应力数据进行相加，获取每个应力集中区域对应的目标应力数据。

当应力集中区域对应一个无线应力检测模块时，目标应力数据获取模块3用于分别获取每个无线应力检测模块采集的每个应力集中区域对应的目标应力数据。

此处的应力采集拓扑结构中，每个无线应力检测模块直接将采集的目标应力数据至船体应力监控系统。

当船体上设置多个无线数据收发模块，且应力集中区域对应一个无线应力检测模块时，目标应力数据获取模块3用于采用无线数据收发模块获取设定距离内的每个无线应力检测模块采集的目标应力数据，并获取每个无线数据收发模块得到每个应力集中区域对应的目标应力数据。

其中，无线数据收发模块包括但不限于网关。

此处的应力采集拓扑结构中，通过无线数据收发模块中转多个无线应力检测模块采集的目标应力数据至船体应力监控系统(计算机网络系统)。

如图4所示，d表示无线数据收发模块。

检测系统还包括判断模块4；

判断模块4用于判断目标应力数据是否超过应力集中区域对应的应力参考阈值，若超过，则确定应力集中区域的船体结构严重受损，并生成告警信息，以方便相关工作人员根据告警信息对相应的应力集中区域的船体结构进行及时检查与修整。

本实施例中，通过根据船体结构确定不同船体上对应的应力集中该区域，然后在应力集中该区域设置无线应力检测模块，进而获取每个应力集中该区域的应力数据，避免了繁琐的电缆敷设、电缆固定、穿管工作等操作，减少了铁舾件的焊接，进而降低了对船舶的pspc、船舶船体结构和油漆完整性的破坏，且受船体结构的限制较小，可以更加方便的布置；另外，这种船体应力检测方式有助于开辟更多的应力可采集区域，从而提高了船体应力监测的精准性。

实施例6

本实施例的船体应力的检测系统是对实施例4的进一步改进，具体地：

在一部分的应力集中区域处设置无线应力检测模块，在剩余部分的应力集中区域处设置有线应力检测模块；

当船体在航行时，目标应力数据获取模块3还用于根据有线应力检测模块获取对应的应力集中区域的目标应力数据；

其中，有线应力检测模块通过电缆获取与传输目标应力数据。

无线应力检测模块包括但不限于无线应变式传感器，有线应力检测模块包括但不限于有线应变式传感器。

本实施例中，当船体在航行时，通过一部分的有线应力检测模块基于电缆将采集的数据传输至应力监控系统，通过一部分的无线应力检测模块采用无线方式将将采集的数据传输至应力监控系统，兼容两者数据采集方式，有效地提高了船体应力监测的精准性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。