ATA-3080功率放大器在海底管道懸跨振動(dòng)激振器檢測中的應用

　　海底管道懸跨振動(dòng)檢測是指對海底管道在懸跨（即管道跨越兩個(gè)支撐點(diǎn)之間的區域）段發(fā)生的振動(dòng)進(jìn)行監測和分析的過(guò)程。為了實(shí)現海底管道懸跨振動(dòng)檢測，通常使用以下幾種方法：

　　1.加速度傳感器：通過(guò)在管道表面安裝加速度傳感器，可以實(shí)時(shí)測量管道在懸跨段的振動(dòng)加速度。這些傳感器會(huì )將收集到的數據傳輸到數據采集系統進(jìn)行處理和分析。

　　2.應變計：通過(guò)在懸跨段的管道表面安裝應變計，可以測量管道發(fā)生的變形和應變情況。這些數據可以用于評估管道在懸跨振動(dòng)下的受力情況。

　　3.聲學(xué)方法：利用水下聲學(xué)設備，如聲學(xué)定位系統和水下聲學(xué)設備，可以對海底管道的懸跨振動(dòng)進(jìn)行監測和測量。聲學(xué)技術(shù)可以通過(guò)測量聲波傳播時(shí)間和聲波反射等方式，來(lái)檢測海底管道的振動(dòng)狀態(tài)。

　　4.力傳感器：可在管道受力位置安裝力傳感器，以測量管道在懸跨段發(fā)生的力的大小和方向。

　　了解了上述方法，就可以發(fā)現我們還可以使用ATA-3080功率放大器搭配激振器的方式完成本次測試實(shí)驗。

　　首先，我們在管道的一端利用鼓風(fēng)機向管內吹氣，推動(dòng)管內球向前滾動(dòng)，同時(shí)我們還需要通過(guò)連續調節鼓風(fēng)機的供電電壓，實(shí)現對風(fēng)速的連續調節控制風(fēng)力大小，以保證小球能夠像在現場(chǎng)作業(yè)時(shí)一樣在管道中勻速的進(jìn)行滾動(dòng)。

　　考慮到球從靜止到速度穩定是一個(gè)加速過(guò)程，在激振管道的上游又連接了一根緩沖管，使球在進(jìn)入激振管道前就完成加速并達到恒速滾動(dòng)的穩態(tài)。兩節管道之間采用柔性橡膠連接，使緩沖管道不干擾激振管道的振動(dòng)。激振管道兩端采取固定支撐，來(lái)模擬實(shí)際的懸跨海底管道。

　　之后，我們用電腦控制數據采集卡產(chǎn)生激勵信號，經(jīng)過(guò)功率放大器放大后，輸送給激振器，激勵管道沿豎直方向振動(dòng)?？紤]到在海底，洋流平行于海床，而渦激振動(dòng)方向又與洋流方向垂直，所以給管道施加的激勵是豎直方向的。激光位移傳感器實(shí)時(shí)測量管道的振動(dòng)位移，作為參考。

　　采用3D打印技術(shù)制作了50mm直徑的光敏樹(shù)脂球殼，內部設置了固定三軸加速度計的結構，加速度計采用小型鋰電池供電。在球內部添加了兩條鋼柱來(lái)調節它的質(zhì)量分布，使球穩定地圍繞轉動(dòng)慣量大的軸旋轉。檢測完畢后，取出球與電腦相連接，下載數據，通過(guò)離線(xiàn)處理加速度信號識別出管道振動(dòng)。

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