[发明专利]系缆伸长量的非接触测量装置和测量方法

说明书

本发明公开了系缆伸长量的非接触测量装置和测量方法，包括系缆加载装置，用于为系缆施加载荷，模拟系缆受载；测量标记，设置于系缆上，用于在系缆上形成待测的标记段；图像采集单元，用于在与测量标记和系缆非接触情况下，获取系缆受载前后测量标记的位移图像；处理装置，用于根据图像采集单元采集的位移图像分析计算系缆受载前后标记段的伸长量。本发明通过设置非接触式的系缆伸长量测量装置和测量方法，在测量过程中工作人员不与系缆接触，避免系缆在加载状态下意外绷断危及工作人员的安全，此外，该方法效率高、所获得系缆伸长量的准确度高。

技术领域

本发明涉及系缆伸长量的非接触测量装置和测量方法，属于系缆伸长量非接触式检测技术领域。

背景技术

随着“深海资源开发促进海洋强国建设”的战略实施，各类海洋浮式结构物（包括浮式油气开采平台、浮式海上风机、波能发电装置、海上牧场和海上机场等）广泛使用缆绳进行系泊。系泊缆绳在服役过程中，由于各种载荷的作用，会产生一个比较明显的伸长量，进而会引起浮式结构物的偏移。

为了准确评估系泊缆绳的力学性能，众多学者开展一系列实验进行探究，比如系泊缆绳的动刚度实验、蠕变实验和疲劳破坏实验等，在这些实验中，都需要测量缆绳试样的伸长量。然而，现有的测量手段大多是接触式测量，即测试人员使用量具通过与系缆表面直接接触获得测量信息的测量方法。这种接触式测量的方法具有精度低、效率低的缺点。此外，对于系缆实验来说，尤其是大尺寸系缆的实验，需要施加的力高达几十吨，在测试过程中，人为的前往测量，一旦系缆发生破断，极有可能造成安全事故。因此如何准确、高效且安全的测量系缆在受力过程中的伸长量是目前困扰众多研究者的一个关键技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种系缆伸长量的非接触测量装置和测量方法，利用现代化的设备，实现系泊缆绳伸长量的非接触式测量，提高测量的效率、精度和安全性。

为达到上述目的，本发明提供一种系缆伸长量的非接触测量装置和测量方法。

一方面，系缆伸长量的非接触测量装置，包括：

系缆加载装置，用于为系缆施加载荷，模拟系缆受载；

测量标记，设置于系缆上，用于在系缆上形成待测的标记段；

图像采集单元，用于在与测量标记和系缆非接触情况下，获取系缆受载前后测量标记的位移图像；

处理装置，与图像采集单元相连接，用于根据图像采集单元采集的位移图像分析计算系缆受载前后标记段的伸长量。

本装置中，在系缆的不同部位设置两个测量标记，将两个标记之间的系缆记为待测的标记段，通过图像采集单元检测两测量标记在加载状态下的位移图像，并通过处理装置对位移图像进行处理以获悉标记段在加载状态下的伸长量，本装置在检测过程中采用非接触的方式获取测量标记的位移图像，通过图像处理的方式获悉标记段的伸长量，无需人工亲自测量，避免在测量过程中人工测量带来的安全问题，同时，采用图像获取和处理的方式取代肉眼的观测和判断，能有效提高测量效率和测量精度。

进一步地，所述测量标记至少设置两个，位于标记段的两端，通过两测量标记的位移图像获悉标记段的伸长量。

进一步地，所述图像采集单元至少设置两个，各所述图像采集单元与各所述测量标记配套设置。

进一步地，所述图像采集单元为工业相机。

进一步地，还包括背景底板，用于在位移图像中形成测量标记的背景图像。

进一步地，所述背景底板和系缆的颜色相同，与所述测量标记的颜色不同，测量标记的颜色和系缆的颜色为相互凸显的鲜明的对比色，背景底板的颜色和系缆的颜色相同，使得工业相机捕获的图像更能清晰地反应标记段的位置，且方便图像的处理。

另一方面，一种上述测量装置的测量方法，所述方法包括：

通过系缆加载装置为系缆施加载荷；