一种基于海上工程的平台震动监测系统及其监测方法与流程

1.一种基于海上工程的平台震动监测系统，其特征在于，包括基站控制柜（69）以及各个监测子系统；监测子系统包括环抱安装机构、位姿调节机构以及单元监测箱（1）；各个监测单元的环抱安装机构分别可拆卸式安装在各个监测点处的主体立柱（72）上；位姿调节机构固定在环抱安装机构上，单元监测箱（1）安装在位姿调节机构上，由环抱安装机构对位姿调节机构进行稳定支撑，由位姿调节机构对单元监测箱（1）进行位姿调节；在单元监测箱（1）内设置有单元控制盒（64）、宽频带地震计（63）、加速度计（42）、温度传感器（66）、温度调节单元以及指北复位机构；在单元控制盒（64）内设置有从控制器、从存储器以及从无线通信模块；宽频带地震计（63）以及加速度计（42）均位于指北复位机构上，由指北复位机构对宽频带地震计（63）以及加速度计（42）进行指北轴线复位调节；从控制器通过从无线通信模块与基站控制柜（69）无线通信连接；宽频带地震计（63）、加速度计（42）、温度传感器（66）、温度调节单元、从存储器以及从无线通信模块均与从控制器电连接，由温度调节单元对单元监测箱（1）内的温度进行调节控制；指北复位机构以及位姿调节机构均由从控制器控制。

2.根据权利要求1所述的基于海上工程的平台震动监测系统，其特征在于，指北复位机构包括平台圆盘（30）、寻北仪（51）、u形支架（44）、角度对准单元、平台调节单元、旋转调节单元以及居中调节单元；在单元监测箱（1）的内部下侧设置有支撑平台（28），在支撑平台（28）的下方设置有设备仓（29）；平台圆盘（30）旋转式安装在支撑平台（28）的中心处；u形支架（44）立式固定安装在平台圆盘（30）的上侧面上，寻北仪（51）固定安装在u形支架（44）的顶部横梁中部；加速度计（42）嵌入安装在平台圆盘（30）的上侧面中心处，宽频带地震计（63）放置在平台圆盘（30）的上侧面上；角度对准单元安装在u形支架（44）以及宽频带地震计（63）上，用于对宽频带地震计（63）进行指北对准检测；平台调节单元位于设备仓（29）内，用于对平台圆盘（30）进行旋转调节；居中调节单元安装在平台圆盘（30）上，用于对宽频带地震计（63）的圆周外壁进行居中夹持；旋转调节单元安装在居中调节单元上，用于对居中夹持的宽频带地震计（63）进行旋转调节；寻北仪（51）与从控制器电连接；角度对准单元、平台调节单元、旋转调节单元以及居中调节单元均由从控制器控制。

3.根据权利要求2所述的基于海上工程的平台震动监测系统，其特征在于：居中调节单元包括同步驱动组件以及四个居中调节组件；同步驱动组件包括夹持驱动电机（38）以及u形吊架（31）；居中调节组件包括驱动管轴（58）、l形驱动杆（59）、旋转套管（60）以及柔性套管（61）；四个居中调节组件的驱动管轴（58）均竖向贯穿式旋转安装在平台圆盘（30）上，且位于同一圆周的四个等分点处；l形驱动杆（59）的一端固定在驱动管轴（58）的上端上，旋转套管（60）旋转式安装在l形驱动杆（59）的竖向杆上；柔性套管（61）套设在旋转套管（60）外壁上，用于按压到宽频带地震计（63）的圆周外壁上；u形吊架（31）立式固定在平台圆盘（30）的下侧面上，夹持驱动电机（38）固定在u形吊架（31）的横梁中部，在四根旋转套管（60）的下端上均固定设置有从动齿轮（41），在夹持驱动电机（38）的输出轴端部上设置有同时与四个从动齿轮（41）相啮合的主动齿轮（39），用于同步驱动四根驱动管轴（58）旋转；从控制器通过夹持驱动电路对夹持驱动电机（38）进行驱动控制。

4.根据权利要求2所述的基于海上工程的平台震动监测系统，其特征在于：角度对准单元包括镭射灯（46）、光线传感器（47）、导光柱（49）、u形导光管（48）以及两个对拉锁定组件；镭射灯（46）以及导光柱（49）均竖向贯穿式可拆卸安装在u形支架（44）上，在导光柱（49）的中心处竖向设置有导光孔；光线传感器（47）安装在导光柱（49）的上端上，且朝向导光孔的上端孔口；在导光柱（49）的下端上设置有环形吸光垫片（50）；u形导光管（48）通过两个对拉锁定组件对拉式可拆卸安装在宽频带地震计（63）的顶部上，且u形导光管（48）的两端竖向管的管口朝上，水平管的中心偏离宽频带地震计（63）的顶部中心；在u形导光管（48）的管内两个弯折处均设置有一个反光镜片（75），用于将镭射灯（46）从一个竖向管的管口中心射入激光线，从另一个竖向管的管口中心射出进入导光柱（49）的导光孔中，再由光线传感器（47）采集；在u形导光管（48）的内壁上设置有吸光涂层（73）；从控制器通过第三电控开关对镭射灯（46）的供电进行开关控制；光线传感器（47）与从控制器电连接。

5.根据权利要求2所述的基于海上工程的平台震动监测系统，其特征在于：环抱安装机构包括第一弧形弯折板（14）、第二弧形弯折板（11）以及对拉螺栓（13），第一弧形弯折板（14）以及第二弧形弯折板（11）的两端均设置有对拉支撑板（15），相对的两块对拉支撑板（15）通过对拉螺栓（13）对拉固定实现将第一弧形弯折板（14）、第二弧形弯折板（11）抱箍在主体立柱（72）上；在第二弧形弯折板（11）两侧长度边缘的中部均延伸设置有贴合于主体立柱（72）外壁的延伸支撑板（12）；位姿调节机构包括滚转驱动电机（9）、俯仰驱动电机（6）、倾角传感器（45）、悬挑支撑杆（3）、滚转驱动丝杆（16）、俯仰驱动丝杆（5）、俯仰驱动轴（22）以及两块悬吊条形侧板（2）；倾角传感器（45）安装在支撑平台（28）上，并与从控制器电连接；在第二弧形弯折板（11）的中部设置有圆筒形支座（10），在圆筒形支座（10）上旋转式安装有滚转支撑轴（19）；在圆筒形支座（10）上设置有第一侧边座（8），在滚转支撑轴（19）上设置有第二侧边座（7）；在第一侧边座（8）上旋转式安装有第一侧边短轴（18），在第二侧边座（7）上旋转式安装有第二侧边短轴（17）；滚转驱动丝杆（16）的一端旋转式安装在第一侧边短轴（18）上，另一端贯穿式螺纹旋合安装在第二侧边短轴（17）上，滚转驱动电机（9）安装在第一侧边短轴（18）上，用于对滚转驱动丝杆（16）进行旋转驱动；悬挑支撑杆（3）的一端同轴式固定在滚转支撑轴（19）上，并在悬挑支撑杆（3）的另一端上旋转式安装有端部支撑短轴（20）；两块悬吊条形侧板（2）的下部分别竖向固定在单元监测箱（1）的前后侧面上，俯仰驱动轴（22）的前后两端分别旋转式安装在两块悬吊条形侧板（2）的上端上；两块悬吊条形侧板（2）的中部之间安装有与俯仰驱动轴（22）相平行的侧板支撑轴（4），且侧板支撑轴（4）的中部旋转式安装在悬挑支撑杆（3）上；俯仰驱动丝杆（5）的一端旋转式安装在俯仰驱动轴（22）上，另一端贯穿式螺纹旋合安装在支撑短轴（20）上；俯仰驱动电机（6）安装在俯仰驱动轴（22），用于对俯仰驱动丝杆（5）进行旋转驱动；滚转驱动电机（9）以及俯仰驱动电机（6）均由从控制器驱动控制。

6.一种用于权利要求1所述的基于海上工程的平台震动监测系统的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的用于基于海上工程的平台震动监测系统的监测方法，其特征在于，步骤3中，进行预处理的具体步骤为：

8.根据权利要求7所述的用于基于海上工程的平台震动监测系统的监测方法，其特征在于，步骤3.1中，环境因素震动影响模型根据历史监测数据构建而成，具体步骤为：

9.根据权利要求6所述的用于基于海上工程的平台震动监测系统的监测方法，其特征在于，步骤4中，由主控制器根据精准的加速度数据以及地震观测数据计算出平台震动数据的具体步骤为：

10.根据权利要求6所述的用于基于海上工程的平台震动监测系统的监测方法，其特征在于，步骤5中，主控制器按照设定的发送优先级对数据分类结果进行分级发送并发出相应的平台检修指令的具体步骤为：