[发明专利]一种应用于FAST主动反射面索网结构的索力自动测量系统

说明书

本发明公开了一种应用于FAST主动反射面索网结构的索力自动测量系统，包括磁通量传感器、数据采集箱、数据采集站和数据终端设备。其中，磁通量传感器，其安装在目标钢索上，用于采集目标钢索的索力数据；数据采集箱，用于将分散的磁通量传感器集成到一起，以便于多个传感器数据集中进行采集；数据采集站，为数据采集箱和磁通量传感器提供电源，并将采集到的索力数据发送到数据终端设备；数据终端设备，用于接收目标钢索的索力数据，为FAST整体有限元模型的修正提供数据支持。准确获取五百米口径球面射电望远镜(FAST)主动反射面索网结构中钢索在不同工况下的索力数据，为FAST整体有限元模型的修正提供必要的数据支持。

技术领域

本发明涉及大型射电望远镜领域,尤其是涉及一种应用于FAST主动反射面索网结构的索力自动测量系统。

背景技术

500m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter aperture spherical radiotelescope,FAST)是世界上最大的单口径射电望远镜，该望远镜反射面采用主动变位的独特工作方式。主动变位的反射面结构是FAST与传统结构的最大区别，这一开创性的设计方案在世界上也是独一无二的。

为了实现反射面的主动变位，FAST采用柔性的索网结构作为主动反射面的支承结构。索网结构共包括6670根主索和2225个主索节点，索网的边缘固定在直径为500m的圈梁结构上。

FAST主动反射面的面型精度直接关系到望远镜灵敏度指标的实现。FAST采用基于标定数据库进行插值计算的开环控制方法来保证反射面的面型精度，其使用的标定数据库是通过对FAST主动反射面整体有限元模型进行有限元计算获得的。

由于FAST主动反射面是一个尺度巨大的精密机构，精度要求极高，FAST在长期运行中势必会存在一些结构上的变化，需要对主动反射面整体有限元模型进行及时修正，才能保证张拉出来的抛物面的面型精度满足要求。

另外，FAST现场用于保障索网结构安全运行的基于力学仿真技术的索网实时安全评估系统也是需要反射面整体有限元模型与现场的结构实际相一致，需要按照现场结构的实际变化及时修正反射面整体有限元模型。

而钢索(特别是边缘钢索)在不同工况下的索力值，是FAST主动反射面结构变化情况的重要指征，对反射面整体有限元模型的修正具有重要意义。

磁通量传感器属于非接触式测量，稳定性好，精度高(小于等于3％FS)，可套装在拉索的自由段上，不影响主索的结构，对主索的耐久性、疲劳性能、防护性能没有影响，非常适合用于FAST的索力测量。

FAST对电磁辐射干扰非常敏感，因此，FAST对现场使用的电子元器件的EMC(电磁兼容性)要求很高。磁通量传感器进行测量时，会产生较强的电磁干扰，但对所有的磁通量传感器都进行屏蔽成本太高，考虑到FAST主要采用索力数据进行模型的修正，没有必要在FAST进行科学观测的时候进行测量，完全可以利用FAST科学观测的间隙进行索力测量。当然，这需要测量系统可以迅速进行索力测量。

FAST尺度巨大，如果采用人工采集各个磁通量传感器的测量数据，即使将采集点尽可能地集中到少许几个地方，需要的时间也是很长的。为提高测量效率，不影响科学观测，需要一种应用于FAST的索力自动测量系统，并且，该自动测量系统要对必须常开的电子元器件进行电磁屏蔽。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于FAST主动反射面索网结构的索力自动测量系统，可以在不损坏钢索的情况下，快速、精确测量FAST主动反射面索网结构中钢索的索力。