HBM S9M 力传感器记录海浪对离岸风力发电厂基础结构施加的负载

离岸发电厂,其基础结构会受到海浪不停地冲击。为提高基础结构(也称为夹式结构)的使用寿命,由德国海洋沿海研究中心 (FZK) 负责的模型试验在德国汉诺威进行。HBM S9M 力传感器 在测试中起到了决定性的作用。

在全球最大的波浪通道中进行测试

尽管有一些海浪产生的压力浪涌分析模型,但是这些理论有有一定的局限性,尤其是对于发电厂的夹式结构。

为测量压力浪涌对基础结构的负载,FZK 在全球最大的海浪通道采用了一个大比例模型来进行实验。这个项目是欧盟 HYDRALAB IV 研究项目的一部分。 特隆赫姆和斯塔万格大学(UIS)负责整个实验。

海浪通道 320 米长, 5 米宽,7 米高,FZK 采用了 800 kW 波浪发生器,测试模型比例为1:8,整体结构为 2.4 x 2.4 x 4.9 m。

Overall structure in the wave channel

记录负载

为记录压力波动过程以及对基础结构的影响,在海浪通道和夹式结构上安装了大量不同的传感器。

  • 波液位传感器和流量计 用于测量结构的流量和液位情况。
  • 波浪负载对结构的影响采用的是 力传感器和加速度传感器
  • 和测量同步的视频系统记录整个过程,包括破坏波和波峰等

最大的挑战 – 力测量

总力测量 (顶部)
总力测量(底部)

对结构的各种力测量是一项特殊的挑战。其中之一是测量结构的负载分布。另外一项是测量在整体结构上的总力。

因为传感器会被淹没,HBM S9M 传感器保护等级 IP68,因此可以在水下进行测量。相同类型的四个力传感器被用于测量在结构上产生的总的水平力。为防止分流力,整个框架结构固定到铰接摆支撑上,而力传感器被安装在四个摆支撑上。

 

 

用于侧向力测量的两分量传感器

HBM 开发的两分量传感器被用于测量6个结构杆上的作用力。6个杆被集成到结构中,每根杆上有两个传感器。为了防止弯矩影响力传感器,传感器通过特殊的球形接头安装。

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