一種海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法技術

一種海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法：將雙軸傾角傳感器與計算機連接起來；將雙軸傾角傳感器安放在筒型基礎上，設定筒型基礎的允許最大傾角；筒型基礎在自重作用下下沉直至自重下沉結束；對各分艙同時以相同的速率抽吸；雙軸傾角傳感器將實時采集到的筒型基礎的X軸和Y軸傾角數據傳輸到計算機，計算得到總角度和旋轉軸位置，若監測到總角度大于允許的傾斜角度，進行報警，并對筒型基礎調平，若總角度符合要求；調平；在基礎調平過程中，實時觀察動態顯示出的旋轉軸和上翻側的位置變化，直至筒型基礎下沉至設計深度；保存沉放姿態信息。本發明專利技術具有工作穩定、信息準確、顯示直觀、及可拓展使用等優點。能夠得到基礎沉放過程中更加實用的姿態信息。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種海上風機復合筒型基礎沉放姿態監測方法。特別是涉及一種在復合筒型基礎沉放施工中，利用雙軸傾角傳感器進行傾角測量，并對測量數據進行實時編輯處理，獲得筒型基礎沉放姿態信息的海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法。
技術介紹
復合筒型基礎是一種適用于海上風機的新型基礎形式，其基礎內部內設置分艙和獨立管路以實現對各艙體獨立控制。復合筒型基礎利用負壓技術進行安裝，沉放安裝過程中容易發生傾斜，若不及時采取調平等措施，可能會造成以下后果：(1)傾斜角度逐漸增大，筒型基礎無法以垂直狀態下沉至設計深度；(2)筒型基礎傾斜角度過大，即使下沉就位也將無法正常使用。因此，施工時必須實時監測筒型基礎沉放姿態，準確直觀的沉放姿態信息是進行調平施工的前提。 復合筒型基礎沉放姿態控制參數主要包括基礎總轉角、旋轉軸位置以及傾斜方向。目前在筒型基礎沉放施工中，主要是通過雙軸傾角傳感器測量基礎X、Y軸旋轉角度來觀測基礎沉放姿態，沉放姿態控制參數僅為X、Y軸傾角。現有技術存在以下不足：(1)不能直接測量基礎總轉角；(2)不能快速準確地確定基礎旋轉軸的位置以及基礎的傾斜方向。這大大降低了現有沉放姿態監測方法的實用性，給現場施工帶來不便。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，提供一種安裝使用方便的海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法。 本專利技術所采用的技術方案是：一種海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法，包括如下步驟： 1)將雙軸傾角傳感器與計算機連接起來； 2)將雙軸傾角傳感器安放在筒型基礎上，通過計算機設定筒型基礎的允許最大傾角； 3)筒型基礎在自重作用下下沉直至自重下沉結束； 4)對筒型基礎的1號分艙至7號分艙同時以相同的速率抽吸，使筒型基礎下沉設定的深度，筒型基礎與土之間形成密封； 5)雙軸傾角傳感器將實時采集到的筒型基礎的X軸和Y軸傾角數據傳輸到計算機，計算機計算得到總角度和旋轉軸位置，實時顯示筒型基礎的X軸角度、Y軸角度、總角度，并以動態圖形的形式顯示旋轉軸位置和傾斜方向。 6)若監測到總角度大于允許的傾斜角度，進行報警，并進入步驟7)對筒型基礎調平，若總角度符合要求，則不需要調平，返回步驟4)； 7)調平：計算機動態顯示實時的筒型基礎的旋轉軸位置和傾斜方向，上翻側表示筒型基礎最高的位置，故只對上翻側所在分艙進行抽氣或抽水，或者對上翻側所在分艙和與上翻側所在分艙相鄰兩個分艙同時抽氣或抽水，使筒型基礎的總角度減小； 8)在基礎調平過程中，要實時觀察動態顯示出的旋轉軸和上翻側的位置變化，若上翻側所在分艙發生改變，則返回步驟6)，否則繼續調平直至總角度小于設定的最大傾角； 9)重復進行上述步驟4)、5)、6)、7)和8)，直至筒型基礎下沉至設計深度； 10)保存沉放姿態信息，計算機把整個監測過程中的X軸角度、Y軸角度和總角度數據以txt文本形式保存在計算機的C盤。 步驟2)所述的將雙軸傾角傳感器安放在筒型基礎上是，按照雙軸傾角傳感器的X軸和Y軸與筒型基礎的對應關系，把雙軸傾角傳感器固定在筒型基礎平面之上。 步驟4)所述的設定深度是指使筒型基礎下沉為筒型基礎直徑的0.1～0.3倍距離。 步驟5)所述的雙軸傾角傳感器實時采集是，每秒采集數據的次數為1次到5次。 步驟5)所述的計算是，用θ表示總角度，旋轉軸位置用旋轉軸與X軸夾角表示，記為φ，根據空間幾何的關系推求得： cos θ = 1 tan 2 x + tan 2 y + 1 - - - ( 1 ) ]]> 故根據式(1)求得總角度θ； 旋轉軸與X軸夾角φ滿足： cos φ = tan x tan 2 x + tan 2 y - - - ( 2 ) ]]> 故根據式(2)求得旋轉軸與X軸夾角φ，用來確定旋轉軸的位置，θ、φ均以正值表示。 本專利技術的一種海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法，對雙軸傾角傳感器測量的數據進行實時處理，得到基礎沉放過程中更加實用的姿態信息，具有工作穩定、信息準確、顯示直觀、及可拓展使用等優點。首先，本專利技術采用雙軸傾角傳感器進行X軸和Y軸角度的測量，通過計算機的運算和處理得到了總角度和旋轉軸的位置，本專利技術克服了雙軸傾角傳感器只能顯示X軸和Y軸角度的缺點；其次，本專利技術通過動態曲線的形式顯示基礎總角度隨時間的變化，通過動態圖形來顯示基礎實時的旋轉軸位置和上翻側，可視化效果良好，可為施工調平提供直觀的基礎姿態信息；最后，本專利技術可拓展性強，可適用于其他多種平臺姿態的監測。 附圖說明 圖1是本專利技術海上風機復合筒型基礎結構剖視圖； 圖2是圖1的A-A剖視圖； 圖3是本專利技術計算機動態顯示的示意圖； 圖4是本專利技術調平過程中筒型基礎角度的變化曲線。 1：1號分艙??2：2號分艙 3：3號分艙??4：4號分艙 5：5號分艙??6：6號分艙 7：7號分艙??8：筒型基礎外壁 9：分艙板???????????10：筒型基礎 11：雙軸傾角傳感器??12：基礎過渡段 13：旋轉軸??????????14：上翻側 15：X軸?????????????16：Y軸 17：X軸傾角曲線?????18：本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將雙軸傾角傳感器(11)與計算機連接起來；2)將雙軸傾角傳感器(11)安放在筒型基礎(10)上，通過計算機設定筒型基礎(10)的允許最大傾角；3)筒型基礎(10)在自重作用下下沉直至自重下沉結束；4)對筒型基礎(10)的1號分艙至7號分艙同時以相同的速率抽吸，使筒型基礎(10)下沉設定的深度，筒型基礎(10)與土之間形成密封；5)雙軸傾角傳感器(11)將實時采集到的筒型基礎(10)的X軸(15)和Y軸(16)傾角數據傳輸到計算機，計算機計算得到總角度和旋轉軸位置，實時顯示筒型基礎(10)的X軸角度、Y軸角度、總角度，并以動態圖形的形式顯示旋轉軸位置和傾斜方向；6)若監測到總角度大于允許的傾斜角度，進行報警，并進入步驟7)對筒型基礎(10)調平，若總角度符合要求，則不需要調平，返回步驟4)；7)調平：計算機動態顯示實時的筒型基礎(10)的旋轉軸(13)位置和傾斜方向，上翻側(14)表示筒型基礎(10)最高的位置，故只對上翻側(14)所在分艙進行抽氣或抽水，或者對上翻側(14)所在分艙和與上翻側(14)所在分艙相鄰兩個分艙同時抽氣或抽水，使筒型基礎(10)的總角度減小；8)在基礎調平過程中，要實時觀察動態顯示出的旋轉軸(13)和上翻側(14)的位置變化，若上翻側(14)所在分艙發生改變，則返回步驟6)，否則繼續調平直至總角度小于設定的最大傾角；9)重復進行上述步驟4)、5)、6)、7)和8)，直至筒型基礎(10)下沉至設計深度；10)保存沉放姿態信息，計算機把整個監測過程中的X軸角度、Y軸角度和總角度數據以txt文本形式保存在計算機的C盤。...

【技術特征摘要】
1.一種海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)將雙軸傾角傳感器(11)與計算機連接起來；
2)將雙軸傾角傳感器(11)安放在筒型基礎(10)上，通過計算機設定筒型基礎(10)
的允許最大傾角；
3)筒型基礎(10)在自重作用下下沉直至自重下沉結束；
4)對筒型基礎(10)的1號分艙至7號分艙同時以相同的速率抽吸，使筒型基礎(10)
下沉設定的深度，筒型基礎(10)與土之間形成密封；
5)雙軸傾角傳感器(11)將實時采集到的筒型基礎(10)的X軸(15)和Y軸(16)
傾角數據傳輸到計算機，計算機計算得到總角度和旋轉軸位置，實時顯示筒型基礎(10)的
X軸角度、Y軸角度、總角度，并以動態圖形的形式顯示旋轉軸位置和傾斜方向；
6)若監測到總角度大于允許的傾斜角度，進行報警，并進入步驟7)對筒型基礎(10)
調平，若總角度符合要求，則不需要調平，返回步驟4)；
7)調平：計算機動態顯示實時的筒型基礎(10)的旋轉軸(13)位置和傾斜方向，上
翻側(14)表示筒型基礎(10)最高的位置，故只對上翻側(14)所在分艙進行抽氣或抽水，
或者對上翻側(14)所在分艙和與上翻側(14)所在分艙相鄰兩個分艙同時抽氣或抽水，使
筒型基礎(10)的總角度減小；
8)在基礎調平過程中，要實時觀察動態顯示出的旋轉軸(13)和上翻側(14)的位置
變化，若上翻側(14)所在分艙發生改變，則返回步驟6)，否則繼續調平直至總角度小于設
定的最大傾角；
9)重復進行上述步驟4)、5)、6)、7)和8)，直至筒型基礎(10)下沉至設計深度；
10)保存沉放姿態信息，計算機把整個監測過程中的X軸角度、Y軸角度和總角度數據
以txt文本形式保存在計算機的C盤。
2.根據權利要求1所述的一種海上風機復合筒型基礎沉放姿態實時監測方法，其特征
在于，步驟2)所述的將雙軸傾角傳感器(11)安放在筒型基礎(10)上是，按照雙軸傾角
傳感器(11)的X軸(15)和Y軸(16...

【專利技術屬性】
技術研發人員：練繼建，陳飛，馬煜祥，王海軍，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：天津;12