一種姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超低頻振動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，沉管隧道沉放對(duì)接期間，沉放駁通過纜繩對(duì)沉管進(jìn)行控制，沉管沉放的最大深度超過了40m，沉管長度為180m，總重量將近8萬噸，在40m深的水下進(jìn)行沉管對(duì)接，要求對(duì)接精度制在50mm以內(nèi)。
[0003]沉管下沉以及對(duì)接期間，受到水流力的影響以及沉放駁操作過程中的影響會(huì)發(fā)生一定程度的低頻振動(dòng)，特別是深水區(qū)，沉管的超低頻振動(dòng)情況時(shí)有發(fā)生。由于振動(dòng)的頻率及振幅均較低，采用現(xiàn)有的船舶用姿態(tài)儀等測量設(shè)備，無法感知到沉管在水下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在沉管對(duì)接過程中，必須保證沉管處于穩(wěn)定狀態(tài)，沉管處于超低頻振動(dòng)狀態(tài)下，不能進(jìn)行對(duì)接操作，因此急需有更優(yōu)良的監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測沉管的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種可靠性更高的、測量更精確的姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)，解決沉管沉放對(duì)接期間的姿態(tài)測量問題，以確保在沉放對(duì)接期間可以監(jiān)測到沉管的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)變化，對(duì)沉管對(duì)接控制提供保證。
[0005]為此目的，本發(fā)明提出了一種姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)，包括:
[0006]包括:沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置、沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置、冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置、同步光纜以及數(shù)據(jù)分析終端；
[0007]其中，所述沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測沉管首端六自由度的運(yùn)動(dòng)變化；
[0008]所述沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測沉管尾端的運(yùn)動(dòng)變化；
[0009]所述冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置，用于作為備用監(jiān)測裝置；
[0010]所述數(shù)據(jù)分析終端，用于對(duì)所述沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置、沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置以及冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置采集、監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析操作；
[0011]其中，所述沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置、沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置以及冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置，上述裝置分別包括:豎向加速度傳感器、軸向加速度傳感器、水平向加速度傳感器、角速度傳感器、傾角傳感器、放大器、線性電源、數(shù)據(jù)采集單元以及光纖通信模塊。
[0012]具體地，所述首端姿態(tài)監(jiān)測裝置與所述尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置通過光纖連接，首尾兩端同步監(jiān)測。
[0013]具體地，所述豎向加速度傳感器用于監(jiān)測沉管豎向的振動(dòng)加速度;軸向加速度傳感器用于監(jiān)測沉管軸向的振動(dòng)加速度;水平向加速度傳感器用于監(jiān)測沉管水平向的振動(dòng)加速度。
[0014]具體地，所述傾角傳感器用于監(jiān)測沉管2個(gè)方向角度的變化，并通過所述傾角傳感器信號(hào)對(duì)所述豎向加速度傳感器、軸向加速度傳感器、水平向加速度傳感器測試結(jié)果進(jìn)行修正。
[0015]本發(fā)明公開一種姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)，包括:沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置、沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置、冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置、同步光纜以及數(shù)據(jù)分析終端。本發(fā)明適用于超低頻振動(dòng)結(jié)構(gòu)的姿態(tài)測量，并成功運(yùn)用到沉管沉放對(duì)接期間的姿態(tài)監(jiān)測中，可同步監(jiān)測到沉管首端、尾端的姿態(tài)變化，并備有冗余系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，仍可以利用備用系統(tǒng)正常監(jiān)測，同時(shí)姿態(tài)儀中的加速度傳感器采用了高精度傳感器，使振動(dòng)加速度測試精度提高到十幾個(gè)yg的水平，可以獲得水下頻率在0.1Hz以下的超低頻振動(dòng)。
【附圖說明】
[0016]通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0017]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例中的一種姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]其中，1:沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置、2:沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置、3:冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置、4:同步光纜、5:數(shù)據(jù)分析終端；
[0019]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例中的一種姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)中的監(jiān)測裝置示意圖；
[0020]其中，1:豎向加速度傳感器、2:軸向加速度傳感器、3:水平向加速度傳感器、4:角速度傳感器、5:傾角傳感器、6:放大器、7:線性電源、8:數(shù)據(jù)采集單元、9:光纖通信模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0021]沉管的姿態(tài)包括沉管的橫蕩、縱蕩、升沉、橫搖、縱搖以及艏端的轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的目的即公開了一種滿足現(xiàn)場使用要求的姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)，確保在沉放對(duì)接期間可以監(jiān)測到沉管的姿態(tài)變化，對(duì)沉管對(duì)接控制提供保障。
[0022]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]為了更好的理解與應(yīng)用本發(fā)明提出的一種姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)，以如下附圖示例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]結(jié)合如圖1與圖2所示，本發(fā)明提供了一種姿態(tài)儀監(jiān)測系統(tǒng)，包括:沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置、沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置、冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置、同步光纜以及數(shù)據(jù)分析終端。
[0025]具體地，沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置用于監(jiān)測沉管首端各六自由度的運(yùn)動(dòng)變化;沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置用于監(jiān)測沉管尾端的運(yùn)動(dòng)變化，其中，首端姿態(tài)監(jiān)測裝置與尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置通過光纖連接，首尾兩端同步監(jiān)測；冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置用于作為備用監(jiān)測裝置;數(shù)據(jù)分析終端用于對(duì)沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置、沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置以及冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置采集、監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析操作。
[0026]進(jìn)一步地，沉管首端姿態(tài)監(jiān)測裝置、沉管尾端姿態(tài)監(jiān)測裝置以及冗余姿態(tài)監(jiān)測裝置，上述裝置分別包括:豎向加速度傳感器、軸向加速度傳感器、水平向加速度傳感器、角速度傳感器、傾角傳感器、放大器、線性電源、數(shù)據(jù)采集單元以及光纖通信模塊，其中，豎向加速度傳感器用于監(jiān)測沉管豎向的振動(dòng)加速度;軸向加速度傳感器用于監(jiān)測沉管軸向的振動(dòng)加速度;水平向加速度傳感器用于監(jiān)測沉管水平向的振動(dòng)加速度，且進(jìn)一步地，傾角傳感器用于監(jiān)測沉管2個(gè)方向角度的變化，并通過傾角傳感器信號(hào)對(duì)豎向加速度傳感器、軸向加速度傳感器、水平向加速度傳感器測試結(jié)果進(jìn)行修正，修正后的加速度信號(hào)進(jìn)行積分后可獲得沉管運(yùn)動(dòng)的速度及位移。
[0027]綜上所述，本發(fā)明公開的一種