【項目背(bei)景】
近年來，隨著(zhu)工程建設的迅速發展，各種(zhong)新(xin)型(xing)(xing)結構(gou)(gou)和新(xin)型(xing)(xing)材料(liao)的不斷(duan)涌現，使得待測(ce)結構(gou)(gou)中各種(zhong)結構(gou)(gou)型(xing)(xing)式和結構(gou)(gou)的受力情(qing)況越(yue)(yue)來越(yue)(yue)復雜，對結構(gou)(gou)進行力學測(ce)試(shi)的需求也越(yue)(yue)來越(yue)(yue)迫切。
在此背景下，我公司推出了多通道應變采集系統，該系統可被應用于多種試驗結構的應變測試工作中。通過對多通道應變采集系統進行優化設計，提高了應變采集的精度和可靠性。同時將設計方案移植到實際工程中，并根據實際應用環境進行了相應的改進和完善，以確保能完成客戶需求，達到試驗測量要求。
例如在(zai)某試驗中(zhong)，結(jie)構(gou)底部存在(zai)大量(liang)(liang)管(guan)道，試驗開(kai)始時(shi)蓄能(neng)(neng)罐將長時(shi)間積(ji)蓄較高(gao)(gao)能(neng)(neng)量(liang)(liang)和氣體壓(ya)強，并(bing)在(zai)積(ji)蓄能(neng)(neng)量(liang)(liang)達(da)到(dao)頂點時(shi)一次性(xing)釋(shi)放(fang)。在(zai)釋(shi)放(fang)過程中(zhong)，高(gao)(gao)速流體的沖擊、溫(wen)度和壓(ya)力(li)的升降變(bian)化均使管(guan)道結(jie)構(gou)產生經常性(xing)應(ying)變(bian)變(bian)化和結(jie)構(gou)變(bian)形，引(yin)起使用周期內(nei)的結(jie)構(gou)破壞。因此需要在(zai)整(zheng)個結(jie)構(gou)內(nei)對管(guan)道進行應(ying)變(bian)監(jian)測。
【客戶需求】
針對關鍵管道整個結構的安全性監測和評估的需求，研制應變測量裝置，應用于高溫流體管道產生應變的高精度測量，實現應變數據的 采集、存儲、管理、處理 及管道質量預警功能。
具體建(jian)設目標有(you)：
（1）研制一套該案例應變測量裝置軟硬件系統，系統可實現極端工況條件下管道結構的應變參數的實時采集、傳輸和存儲；可實現對采集數據的數據處理、實時分析和數據顯示。
（2）存儲(chu)整個(ge)運(yun)行周期內的管道結構關鍵應變(bian)數據，為將來智(zhi)能化監測與評估系統(tong)的建設(she)提供大數據支持。
【技術挑戰】
● 適(shi)應(ying)苛刻工業(ye)現場(chang)環(huan)境（振動、噪音、電磁干擾(rao)）；
● 整套系統的0.1%高精度測量指標；
● 大規模測量點位——單套系統最多可支持256路應變通道同步采集；
【解決(jue)方案】
? 如圖，以上即為我(wo)公司針對該項目設計的(de)全套系統方(fang)案，該系統可實(shi)現對應變信(xin)號及溫(wen)度信(xin)號的(de)高精度采集。
通過銳科自研設備 RK-3240 采集到應變信號并將數據上傳至安裝在PXI機箱中的數據采集卡。因客戶試驗現場要求主機與設備間距離較遠，所以采用遠程光纖模塊利用光纜傳輸數據的方式，將數據實時傳輸到遠處的電腦主機，應用該方式可實現對采集數據的遠距離傳輸，并確保數據采集的可靠性與穩定性。
1. 關(guan)鍵硬件設備介紹
（1） RK-3240應變信號調理模塊：編號為RK-3240的調理板卡是 一個16通道的四(si)分(fen)之(zhi)一 橋路的應變信號調理板卡，該板卡采集應變信號量程范圍為±10000微應變，精度0.1%；
RK-3240應(ying)變信號調(diao)(diao)(diao)理模塊最(zui)多可支持16 塊RK-3240調(diao)(diao)(diao)理板卡，即256路應(ying)變信號的采集，該模塊具備應(ying)變調(diao)(diao)(diao)零及存儲功能(neng)。
（2）NI模(mo)塊化系統：該產(chan)(chan)品(pin)為標(biao)準NI進口產(chan)(chan)品(pin)，多混合(he)外設(she)槽(cao)位設(she)計可支持插入(ru)PXI、PXIe兩種系統的(de)數(shu)據采集(ji)卡。本項目(mu)應用NI電壓(ya)、熱電偶采集(ji)卡，可實現對電壓(ya)及熱電偶信號的(de)精準測(ce)量。
（3）遠程控(kong)制模(mo)塊(kuai)：該模(mo)塊(kuai)被安裝(zhuang)于PXI機(ji)箱的系統槽(cao)位，因(yin)客戶現場(chang)需將主機(ji)設備安裝(zhuang)于距采(cai)(cai)集設備較遠處，故采(cai)(cai)用光(guang)纜傳輸數(shu)據的方(fang)式，可實現對(dui)采(cai)(cai)集數(shu)據的遠距離傳輸，并確保數(shu)據采(cai)(cai)集的可靠(kao)性與(yu)高效性。
2. 數據采(cai)集軟(ruan)件
（1）數(shu)據采(cai)(cai)集(ji)(ji)模(mo)塊：在上位機中實(shi)時采(cai)(cai)集(ji)(ji)設備收(shou)集(ji)(ji)到的數(shu)據包，并進行數(shu)據處(chu)理。
（2）數據存儲模塊：將數據以二進(jin)制格式存儲在(zai)本地硬(ying)盤或者網絡硬(ying)盤，可自主設定數據是否開始采集及數據存儲的位(wei)置(zhi)，按照預定的邏輯進(jin)行文件(jian)創建(jian)；顯示(shi)低采樣率數據，方便數據趨勢查看；
（3）數據實(shi)時顯(xian)示與計算(suan)模(mo)塊(kuai)：實(shi)時顯(xian)示采集通道的(de)數據，計算(suan)并判斷是否超過(guo)設定閾(yu)值；
（4）數(shu)據回(hui)(hui)放(fang)模塊：支(zhi)(zhi)持二進(jin)制(zhi)TDMS格式文件的(de)回(hui)(hui)放(fang)，回(hui)(hui)放(fang)波形支(zhi)(zhi)持按照自定(ding)義區間分析，支(zhi)(zhi)持查看自定(ding)義區間特征值；
（5）應變(bian)調(diao)(diao)零模塊：通(tong)(tong)過(guo)RS-485為應變(bian)調(diao)(diao)理儀發(fa)送指令，實現硬件調(diao)(diao)零，并在硬件調(diao)(diao)零結束后進行軟(ruan)件自校準，以達(da)到(dao)應變(bian)通(tong)(tong)道(dao)初(chu)始值(zhi)調(diao)(diao)至零點的目(mu)的。
3. 系統軟件展(zhan)示：
【系(xi)統優勢(shi)】
● 系統堅固耐勞、可靠性高，適用于各種惡劣的工作環境
● 系統采集精度高，工作狀態穩定，可長時間連續運行
● 系統以用戶體驗為目標，操作簡潔，可實現系統快速采集與數據處理
● 系統可對實驗數據進行大容量存儲，并對存儲數據進行波形回放及數值導出
● 系統可對應變通道進行應變調零，將應變信號回歸至零點，提高應變測量的測量精度，以便更好的觀測及數據分析
【3D圖(tu)紙、現(xian)(xian)場效果圖(tu)及現(xian)(xian)場調試】
3D圖紙：
效果(guo)圖：
調試實(shi)況(kuang)：
