分布式冰压力测量装置的制作方法

本发明涉及压力传感器，具体是关于一种分布式冰压力测量装置。

背景技术：

1、冬季北方海域处于结冰状态，海洋平台会受到不同程度的冰力作用，对平台人员正常生活和工作产生影响，加快海洋平台疲劳失效，严重的时候引发安全事故。所以通过测试技术对海洋平台进行冰压力测量，对保证人员安全和抗冰结构设计具有重要作用。

2、现有的冰力测量装置大多为冰力盒，通过将冰力盒直接安装于冰作用位置的方法测量冰力的大小。使用冰力盒等传感器进行直接测量的方法简单，可操作性强。但是，由于海冰大小各异，分布不同，冰力盒覆盖面积小，单个冰力盒抗偏载能力弱，不能够很好测得垂直于冰力盒的冰力大小，因此如何在海洋环境中方便快捷安装传感器，准确有效测量冰载荷是一待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种分布式冰压力测量装置，能够实现冰力作用的环向及轴向覆盖范围的分布式测量，解决冰力作用不均匀分布的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、本发明所述的分布式冰压力测量装置，包括：底板；固定板，设置于所述底板上，若干个所述固定板沿所述底板的宽度方向分布，且每个所述固定板沿所述底板的长度方向延伸；测力单元，设置于所述固定板上，若干个所述测力单元沿所述固定板的长度方向分布，所述测力单元用于测量冰压力并传输压力信号。

4、所述的分布式冰压力测量装置，优选地，所述测力单元包括：受压板、传力杆、球头、上盖、上支座、定位销，悬臂梁、下支座以及底座；所述底座为一上端开口的壳体结构，其固定设置于所述固定板上；所述下支座固定设置在所述底座内的底板上；所述悬臂梁的第一端与所述下支座固定连接，其第二端凸伸有凸起部，所述凸起部上设置有球形凹槽；所述上支座盖合设置于所述悬臂梁第二端的所述凸起部上；所述上盖盖合且固定设置于所述底座的上端开口处；所述受压板设置于所述上盖的上方；所述传力杆的第一端伸入所述受压板内并与所述受压板过盈配合，其第二端伸入所述球头内并与所述球头过盈配合；带球头的所述传力杆依次穿过上盖和上支座后，球头容纳于所述悬臂梁的球形凹槽内；所述定位销依次穿过所述上支座的侧壁和所述球形凹槽的侧壁后与所述球头顶紧。

5、所述的分布式冰压力测量装置，优选地，所述悬臂梁上设置有信号传输组件，用于将检测到的压力信号传输出去。

6、所述的分布式冰压力测量装置，优选地，所述信号传输组件包括光纤光栅、光缆、加持部件和封装部件；所述光纤光栅设置于所述悬臂梁内部或一侧壁上，所述光缆穿过所述光纤光栅并与所述光纤光栅接触，所述光缆两端通过夹持部件加持后通过封装部件封装；所述光缆用于与外部信号接收装置连接。

7、所述的分布式冰压力测量装置，优选地，所述固定板底部开设有凹槽，所述测力单元的底座底部开有通孔；所述光缆穿过所述通孔后容纳于所述凹槽内，并顺着所述凹槽穿出。

8、所述的分布式冰压力测量装置，优选地，还包括盖板，所述盖板为壳体结构，所述盖板盖设在所述固定板上，以将若干个所述测力单元容纳于所述盖板内部。

9、所述的分布式冰压力测量装置，优选地，还包括铰链，两个铰链分别设置于所述底板的两端，所述铰链用于将压力测量装置固定于海洋平台桩腿上。

10、所述的分布式冰压力测量装置，优选地，与铰链对应的所述盖板的两侧分别设置有盖板槽口，以使在盖板盖合时，所述铰链的两端分别从所述盖板槽口伸出。

11、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

12、本发明的球铰结构的测力单元能够释放掉因作用位置不同而产生的弯矩，使得冰力作用在受压板的不同位置获得的冰力都相同；

13、本发明的测力单元阵列于底板上，实现冰力作用的环向及轴向覆盖范围的分布式测量，解决冰力作用不均匀分布的问题；

14、本发明的悬臂梁以产生弯曲应变的方式将竖向冰力转化为横向应变，有效减小了测力装置的厚度。

技术特征：

1.一种分布式冰压力测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的分布式冰压力测量装置，其特征在于，所述测力单元包括：受压板、传力杆、球头、上盖、上支座、定位销，悬臂梁、下支座以及底座；

3.根据权利要求2所述的分布式冰压力测量装置，其特征在于，所述悬臂梁上设置有信号传输组件，用于将检测到的压力信号传输出去。

4.根据权利要求3所述的分布式冰压力测量装置，其特征在于，所述信号传输组件包括光纤光栅、光缆、加持部件和封装部件；

5.根据权利要求4所述的分布式冰压力测量装置，其特征在于，所述固定板底部开设有凹槽，所述测力单元的底座底部开有通孔；

6.根据权利要求1所述的分布式冰压力测量装置，其特征在于，还包括盖板，所述盖板为壳体结构，所述盖板盖设在所述固定板上，以将若干个所述测力单元容纳于所述盖板内部。

7.根据权利要求6所述的分布式冰压力测量装置，其特征在于，还包括铰链，两个铰链分别设置于所述底板的两端，所述铰链用于将压力测量装置固定于海洋平台桩腿上。

8.根据权利要求7所述的分布式冰压力测量装置，其特征在于，与铰链对应的所述盖板的两侧分别设置有盖板槽口，以使在盖板盖合时，所述铰链的两端分别从所述盖板槽口伸出。

技术总结
本发明涉及一种分布式冰压力测量装置，包括：底板；固定板，设置于所述底板上，若干个所述固定板沿所述底板的宽度方向分布，且每个所述固定板沿所述底板的长度方向延伸；测力单元，设置于所述固定板上，若干个所述测力单元沿所述固定板的长度方向分布，所述测力单元用于测量冰压力并传输压力信号。本发明能够实现冰力作用的环向及轴向覆盖范围的分布式测量，解决冰力作用不均匀分布的问题。

技术研发人员：李伟,尹汉军,付殿福,张晖,呼文佳,张伟明,王晓蕾,陈邦敏,梁文洲,于春洁,李书兆,王丽勤,何榛林,孙诗语,申辰,张梦竹,李良坤,郭娅,刘伟,李育凝,张力昂
受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22