海(hai)(hai)底管(guan)(guan)道(dao)(dao)懸跨振動檢測(ce)(ce)是指對海(hai)(hai)底管(guan)(guan)道(dao)(dao)在(zai)懸跨（即管(guan)(guan)道(dao)(dao)跨越(yue)兩個支撐點(dian)之(zhi)間的(de)區域）段發生的(de)振動進(jin)行(xing)監測(ce)(ce)和分析的(de)過程。為了實現(xian)海(hai)(hai)底管(guan)(guan)道(dao)(dao)懸跨振動檢測(ce)(ce)，通常(chang)使用以下幾(ji)種(zhong)方法：

　　1.加速(su)(su)(su)度傳(chuan)感器：通過在管道表(biao)面安裝加速(su)(su)(su)度傳(chuan)感器，可以實(shi)時測量管道在懸跨段的振動加速(su)(su)(su)度。這些傳(chuan)感器會將收集到的數據傳(chuan)輸(shu)到數據采集系統(tong)進行(xing)處理和(he)分析。

　　2.應變(bian)(bian)計(ji)：通過在懸(xuan)(xuan)跨(kua)段的(de)管道(dao)表面安裝(zhuang)應變(bian)(bian)計(ji)，可以(yi)測量管道(dao)發生(sheng)的(de)變(bian)(bian)形(xing)和(he)應變(bian)(bian)情況。這些數據可以(yi)用于評估管道(dao)在懸(xuan)(xuan)跨(kua)振動下(xia)的(de)受(shou)力情況。

　　3.聲學(xue)方法(fa)：利用水下聲學(xue)設備，如聲學(xue)定(ding)位系(xi)統(tong)和水下聲學(xue)設備，可以對海(hai)底管道的(de)懸跨(kua)振動(dong)(dong)進行監測和測量。聲學(xue)技術可以通過測量聲波傳播時間(jian)和聲波反射(she)等方式，來檢測海(hai)底管道的(de)振動(dong)(dong)狀態。

　　4.力(li)傳感器：可在管(guan)道受(shou)力(li)位置安裝力(li)傳感器，以測(ce)量(liang)管(guan)道在懸跨段(duan)發生的力(li)的大小和(he)方向。

　　了(le)解了(le)上述方(fang)法(fa)，就可以發現我們還可以使用ATA-3080功(gong)率(lv)放大器搭(da)配激振器的(de)方(fang)式完(wan)成本次(ci)測(ce)試實驗(yan)。

　　首先，我(wo)們(men)(men)在管道的(de)一端利用鼓風機向管內吹(chui)氣，推動管內球向前滾(gun)動，同時我(wo)們(men)(men)還需要通過連續調節鼓風機的(de)供(gong)電(dian)電(dian)壓，實現對風速的(de)連續調節控(kong)制風力大小(xiao)(xiao)，以保證(zheng)小(xiao)(xiao)球能夠像在現場作業時一樣(yang)在管道中勻速的(de)進(jin)行滾(gun)動。

　　考(kao)慮到(dao)(dao)球從靜止到(dao)(dao)速(su)度穩定是(shi)一(yi)(yi)個(ge)加(jia)速(su)過程，在激(ji)振(zhen)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)上游又連接了(le)一(yi)(yi)根緩(huan)沖管(guan)(guan)，使球在進入激(ji)振(zhen)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)前就完成加(jia)速(su)并(bing)達到(dao)(dao)恒速(su)滾動的(de)(de)穩態(tai)。兩節(jie)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)之間采(cai)用柔性橡膠(jiao)連接，使緩(huan)沖管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)不干擾激(ji)振(zhen)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)振(zhen)動。激(ji)振(zhen)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)兩端采(cai)取(qu)固定支撐(cheng)，來模擬實際的(de)(de)懸(xuan)跨海底管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)。

　　之后，我們用電腦控制數據采集卡產生激勵信號，經過功率放大器放大后，輸送(song)給激(ji)(ji)振(zhen)器，激(ji)(ji)勵管(guan)道沿豎直(zhi)方向振(zhen)動(dong)。考(kao)慮到(dao)在海底，洋(yang)流平(ping)行(xing)于(yu)海床，而渦激(ji)(ji)振(zhen)動(dong)方向又與洋(yang)流方向垂直(zhi)，所以(yi)給管(guan)道施加(jia)的激(ji)(ji)勵是豎直(zhi)方向的。激(ji)(ji)光位移傳感(gan)器實時測量管(guan)道的振(zhen)動(dong)位移，作為參考(kao)。

　　采(cai)用(yong)3D打印技(ji)術制作(zuo)了(le)(le)50mm直(zhi)徑的光(guang)敏樹(shu)脂球殼(ke)，內部設(she)置了(le)(le)固定(ding)三軸(zhou)加(jia)速度(du)計的結構，加(jia)速度(du)計采(cai)用(yong)小型鋰(li)電池供電。在球內部添(tian)加(jia)了(le)(le)兩條鋼柱來調節它(ta)的質量分布(bu)，使球穩定(ding)地圍(wei)繞轉動慣量大(da)的軸(zhou)旋轉。檢測完畢(bi)后(hou)，取出(chu)球與電腦相(xiang)連接，下載數據，通過(guo)離線處理(li)加(jia)速度(du)信號識別出(chu)管道振動。

　　ATA-3080功率放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~100kHz

　　電壓：180Vp-p(±90Vp）

　　電流：8Ap

　　功率：720Wp

　　壓擺率(lv)：≥40V/μs

　　可程控

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