【項目背景】
近年來，隨著工程建設的迅速發(fā)展，各種新型結構和新型材料的不斷涌現(xiàn)，使得待測結構中各種結構型式和結構的受力情況越來越復雜，對結構進行力學測試的需求也越來越迫切。
在此背景下，我公司推出了多通道應變采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(tǒng)進行優(yōu)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(jù)實際應用環(huán)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。
例如在某試驗中，結構底部存在大量管道，試驗開始時蓄能罐將長時間積蓄較高能量和氣體壓強，并在積蓄能量達到頂點時一次性釋放。在釋放過程中，高速流體的沖擊、溫度和壓力的升降變化均使管道結構產(chǎn)生經(jīng)常性應變變化和結構變形，引起使用周期內(nèi)的結構破壞。因此需要在整個結構內(nèi)對管道進行應變監(jiān)測。
【客戶需求】
針對關鍵管道整個結構的安全性監(jiān)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(chǎn)生應變的高精度測量，實現(xiàn)應變數(shù)據(jù)的 采集、存儲、管理、處理 及管道質(zhì)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(tǒng)，系統(tǒng)可實現(xiàn)極端工況條件下管道結構的應變參數(shù)的實時采集、傳輸和存儲；可實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理、實時分析和數(shù)據(jù)顯示。
（2）存儲整個運行周期內(nèi)的管道結構關鍵應變數(shù)據(jù)，為將來智能化監(jiān)測與評估系統(tǒng)的建設提供大數(shù)據(jù)支持。
【技術挑戰(zhàn)】
● 適應苛刻工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境（振動、噪音、電磁干擾）；
● 整套系統(tǒng)的0.1%高精度測量指標；
● 大規(guī)模測量點位——單套系統(tǒng)最多可支持256路應變通道同步采集；
【解決方案】
? 如圖，以上即為我公司針對該項目設計的全套系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)可實現(xiàn)對應變信號及溫度信號的高精度采集。
通過銳科自研設備 RK-3240 采集到應變信號并將數(shù)據(jù)上傳至安裝在PXI機箱中的數(shù)據(jù)采集卡。因客戶試驗現(xiàn)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(shù)據(jù)的方式，將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)竭h處的電腦主機，應用該方式可實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的遠距離傳輸，并確保數(shù)據(jù)采集的可靠性與穩(wěn)定性。
1. 關鍵硬件設備介紹
（1） RK-3240應變信號調(diào)理模塊：編號為RK-3240的調(diào)理板卡是 一個16通道的四分之一 橋路的應變信號調(diào)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應變信號調(diào)理模塊最多可支持16 塊RK-3240調(diào)理板卡，即256路應變信號的采集，該模塊具備應變調(diào)零及存儲功能。
（2）NI模塊化系統(tǒng)：該產(chǎn)品為標準NI進口產(chǎn)品，多混合外設槽位設計可支持插入PXI、PXIe兩種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集卡。本項目應用NI電壓、熱電偶采集卡，可實現(xiàn)對電壓及熱電偶信號的精準測量。
（3）遠程控制模塊：該模塊被安裝于PXI機箱的系統(tǒng)槽位，因客戶現(xiàn)場需將主機設備安裝于距采集設備較遠處，故采用光纜傳輸數(shù)據(jù)的方式，可實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的遠距離傳輸，并確保數(shù)據(jù)采集的可靠性與高效性。
2. 數(shù)據(jù)采集軟件
（1）數(shù)據(jù)采集模塊：在上位機中實時采集設備收集到的數(shù)據(jù)包，并進行數(shù)據(jù)處理。
（2）數(shù)據(jù)存儲模塊：將數(shù)據(jù)以二進制格式存儲在本地硬盤或者網(wǎng)絡硬盤，可自主設定數(shù)據(jù)是否開始采集及數(shù)據(jù)存儲的位置，按照預定的邏輯進行文件創(chuàng)建；顯示低采樣率數(shù)據(jù)，方便數(shù)據(jù)趨勢查看；
（3）數(shù)據(jù)實時顯示與計算模塊：實時顯示采集通道的數(shù)據(jù)，計算并判斷是否超過設定閾值；
（4）數(shù)據(jù)回放模塊：支持二進制TDMS格式文件的回放，回放波形支持按照自定義區(qū)間分析，支持查看自定義區(qū)間特征值；
（5）應變調(diào)零模塊：通過RS-485為應變調(diào)理儀發(fā)送指令，實現(xiàn)硬件調(diào)零，并在硬件調(diào)零結束后進行軟件自校準，以達到應變通道初始值調(diào)至零點的目的。
3. 系統(tǒng)軟件展示：
【系統(tǒng)優(yōu)勢】
● 系統(tǒng)堅固耐勞、可靠性高，適用于各種惡劣的工作環(huán)境
● 系統(tǒng)采集精度高，工作狀態(tài)穩(wěn)定，可長時間連續(xù)運行
● 系統(tǒng)以用戶體驗為目標，操作簡潔，可實現(xiàn)系統(tǒng)快速采集與數(shù)據(jù)處理
● 系統(tǒng)可對實驗數(shù)據(jù)進行大容量存儲，并對存儲數(shù)據(jù)進行波形回放及數(shù)值導出
● 系統(tǒng)可對應變通道進行應變調(diào)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(shù)據(jù)分析
【3D圖紙、現(xiàn)場效果圖及現(xiàn)場調(diào)試】
3D圖紙：
效果圖：
調(diào)試實況：
