[发明专利]海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置及监测方法

权利要求书

1.一种海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置，其特征在于，包括：

玻璃水槽和钢制框架，所述玻璃水槽布设在试验室平地上，所述钢制框架位于所述玻璃水槽内且埋设于所述试验室平地上，所述玻璃水槽内壁表面及与所述钢制框架的接触面设有防水材料；

造波板，所述造波板搭载于所述玻璃水槽的前端；

控制装置，所述控制装置与所述造波板连接，用于按照波要素参量控制所述造波板在所述玻璃水槽内进行造波；

反射波吸收装置，所述反射波吸收装置设在所述玻璃水槽的后端，用于对所述玻璃水槽的后端波浪进行消波处理；

波高仪和波要素信号接收装置，所述波高仪架设在所述玻璃水槽的试验段处，所述波高仪与所述波要素信号接收装置连接，用于测量波浪经过所述试验段期间波浪随时间的变化过程；

应变片和信号采集器，所述应变片设于试验用海缆模型的中心部位，所述应变片通过双惠斯通电桥与所述信号采集器连接，所述应变片和信号采集器用于测量所述试验用海缆模型在波浪的作用下发生的应变信息数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射波吸收装置由块状空隙结构物以斜坡方式堆叠而成；所述斜坡的坡度为1:5～1:10之间。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述斜坡堆叠时以所述块状空隙结构物相间堆叠，所述堆叠的高度超过所述玻璃水槽的高度，且在所述斜坡顶部最上层放置压实物，所述压实物用于阻止试验期间所述块状空隙结构物在水中浮起。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述块状空隙结构物为捆扎成块的干稻草，相对密度在0.3～0.5之间。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波高仪为多个，多个所述波高仪分别架设在所述试验段前端、中部、后端以及距离所述后端预设长度处。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述试验用海缆模型架设在所述试验段中端，架设在所述试验段中部的波高仪正对下方的所述试验用海缆模型。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

处理装置，用于获取所述波要素信号接收装置记录的不同部位波要素信息数据，并获取所述信号采集器记录的所述试验用海缆模型中段应变信息数据，并根据所述不同部位波要素信息数据和所述试验用海缆模型中段应变信息数据，确定所述试验用海缆模型波致振荡频率与影响因素之间的数学关系式。

8.一种海底悬空电缆波浪致振荡监测方法，使用如权利要求1至7中任一项所述的海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置，其特征在于，所述方法包括：

试验开始时，根据实际海缆的悬空跨度和悬空高度参数，通过调整布设于所述玻璃水槽内的所述钢制框架，调节所述试验用海缆模型的悬空跨度和悬空高度参数；

根据试验用波浪条件，通过所述控制装置按照波要素参量控制所述造波板运动造波，在所述玻璃水槽中形成试验用的波浪条件；

当波浪传播并经过所述试验段时，各个位置的波高仪将波要素信息传递给所述波要素信号接收装置，并调整试验装置及过程以使各个波高仪所测得的波要素信息满足试验条件；

当波浪经过所述试验用海缆模型时，通过所述波高仪和波要素信号接收装置记录不同部位波要素信息数据，并通过所述应变片和信号采集器测量所述试验用海缆模型在波浪的作用下发生的应变信息数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

获取所述波要素信号接收装置记录的不同部位波要素信息数据；

获取所述信号采集器记录的所述试验用海缆模型中段应变信息数据；

根据所述不同部位波要素信息数据和所述试验用海缆模型中段应变信息数据，确定所述试验用海缆模型波致振荡频率与影响因素之间的数学关系式。