【項目(mu)背景】
近年來，隨著工程建設(she)的(de)迅速發展，各(ge)(ge)種新型(xing)結(jie)構(gou)(gou)和新型(xing)材料的(de)不斷涌現(xian)，使得待測(ce)結(jie)構(gou)(gou)中(zhong)各(ge)(ge)種結(jie)構(gou)(gou)型(xing)式(shi)和結(jie)構(gou)(gou)的(de)受力情況越來越復雜，對結(jie)構(gou)(gou)進行力學測(ce)試的(de)需求(qiu)也越來越迫切。
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)(zai)某試(shi)驗中，結(jie)(jie)構底部(bu)存在(zai)(zai)大(da)量管道(dao)，試(shi)驗開始時(shi)蓄(xu)(xu)能(neng)罐將長時(shi)間積蓄(xu)(xu)較高能(neng)量和(he)氣體(ti)(ti)壓(ya)強(qiang)，并(bing)在(zai)(zai)積蓄(xu)(xu)能(neng)量達到頂點時(shi)一次(ci)性(xing)釋放。在(zai)(zai)釋放過程(cheng)中，高速流體(ti)(ti)的(de)沖擊、溫度和(he)壓(ya)力(li)的(de)升(sheng)降變化均使(shi)管道(dao)結(jie)(jie)構產生經(jing)常性(xing)應(ying)(ying)變變化和(he)結(jie)(jie)構變形，引起(qi)使(shi)用周期內的(de)結(jie)(jie)構破壞(huai)。因此需(xu)要在(zai)(zai)整個結(jie)(jie)構內對管道(dao)進行應(ying)(ying)變監測。
【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。
具體建設目標有：
（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）存儲整個(ge)運行周期內的(de)管道結構關鍵應變數據，為將來智能(neng)化監(jian)測與評估系統的(de)建設(she)提供大數據支持。
【技術挑戰】
● 適應苛(ke)刻工業現場環境（振動、噪音、電磁干擾）；
● 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；
【解決方案】
? 如(ru)圖，以上即為我(wo)公司(si)針對該項目設計的(de)(de)全套系統方案(an)，該系統可(ke)實現對應(ying)變信(xin)號及溫(wen)度信(xin)號的(de)(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(she)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)分之一 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)(ying)變信號調理模塊(kuai)最多可支持16 塊(kuai)RK-3240調理板卡(ka)，即256路應(ying)(ying)變信號的采(cai)集(ji)，該模塊(kuai)具備應(ying)(ying)變調零及存儲(chu)功能。
（2）NI模(mo)塊化系統：該產品為標準NI進口產品，多(duo)混合(he)外(wai)設(she)槽位設(she)計可支(zhi)持插入(ru)PXI、PXIe兩種系統的數據采集卡(ka)。本項目應(ying)用(yong)NI電壓、熱(re)電偶采集卡(ka)，可實現對電壓及熱(re)電偶信號的精準測量。
（3）遠程控制(zhi)模(mo)塊：該(gai)模(mo)塊被安裝(zhuang)于(yu)PXI機(ji)箱的(de)系(xi)統槽位，因客戶現場需將主機(ji)設備(bei)安裝(zhuang)于(yu)距(ju)采(cai)集設備(bei)較遠處，故采(cai)用(yong)光(guang)纜(lan)傳(chuan)輸(shu)數據的(de)方式，可實(shi)現對采(cai)集數據的(de)遠距(ju)離傳(chuan)輸(shu)，并確保(bao)數據采(cai)集的(de)可靠性與高效性。
2. 數據采集(ji)軟件
（1）數據(ju)(ju)采集模塊：在上位機中實時采集設備收集到的(de)數據(ju)(ju)包，并進行數據(ju)(ju)處理。
（2）數(shu)(shu)據存(cun)儲(chu)模塊：將數(shu)(shu)據以二(er)進制格式存(cun)儲(chu)在本地硬盤或者網絡(luo)硬盤，可自主設定數(shu)(shu)據是否開始采集及數(shu)(shu)據存(cun)儲(chu)的位(wei)置，按照預(yu)定的邏(luo)輯進行文件創(chuang)建；顯示低采樣率數(shu)(shu)據，方便數(shu)(shu)據趨勢查(cha)看；
（3）數(shu)據(ju)實時顯(xian)示與計算模塊：實時顯(xian)示采集(ji)通道的(de)數(shu)據(ju)，計算并判斷是否超(chao)過設定(ding)閾值；
（4）數據回(hui)(hui)放(fang)模塊：支持(chi)二進(jin)制TDMS格式(shi)文件的回(hui)(hui)放(fang)，回(hui)(hui)放(fang)波形支持(chi)按照自定(ding)義(yi)(yi)區間分析，支持(chi)查看自定(ding)義(yi)(yi)區間特征值；
（5）應變調(diao)(diao)零模(mo)塊(kuai)：通(tong)過RS-485為應變調(diao)(diao)理儀發送指令(ling)，實現(xian)硬(ying)件(jian)調(diao)(diao)零，并在硬(ying)件(jian)調(diao)(diao)零結(jie)束后(hou)進行軟件(jian)自校準，以達(da)到應變通(tong)道初始值調(diao)(diao)至零點的(de)目的(de)。
3. 系統(tong)軟(ruan)件(jian)展示：
【系統優(you)勢】
● 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圖紙、現場(chang)效果圖及現場(chang)調(diao)試】
3D圖紙(zhi)：
效果圖：
調試實(shi)況(kuang)：
