海洋日巡礼| 无畏风浪，平安远航！奇石乐海事应用水动力测量方案--加速度传感器与振动试验

今天，第十四个世界海洋日(World Oceans Day)悄然而至。本次的海洋日主题是“保护海洋生态系统，人与自然和谐共生”。从疫情爆发以后的全球海事活动骤减到日本福岛核电站核废料排海计划，人类活动对于大自然特别是海洋环境的依赖密不可分--再比如，当今全球贸易中，有大约90%的货物是通过货船、油轮和散货船完成的。根据中国官方公布的《2021年中国海洋经济统计公报》的数据来看，2021年中国海洋生产总值首次突破9万亿元，达90385亿元，比上年增长8.3%，对国民经济增长的贡献率为8.0%。其中海洋交通运输业（7466亿）、海洋渔业（5297亿）、海洋油气业（1618亿）、海洋工程建筑业（1432亿）、海洋船舶工业（1264亿）是生产总值总量排名靠前的支柱性领域。而增量排名名列第一和第三的海洋电力业（比上年增长30.5%）和海水利用业（比上年增长16.4%）则凸显了目前政府大力倡导的发展绿色经济、重视清洁能源的政策也在明显改变着相关的海洋经济产业结构。

各种海事活动，尤其是海洋货物运输，都大量依靠船只的航行表现。现代船舶是强大动力与复杂技术的综合体，不仅型式体积各异，用途也千差万别。人们在不断要求建造更大更快的船舶来装载更多货物缩短航期的同时，也需要考量因气候变化引起的恶劣天气条件的挑战。此外，在一艘大型船只的整个生命周期内，如何通过优化船体设计、提高航行效率来加强单位时间内的资源利用因此成为一个重要命题。为了应对这些需求，海洋技术正以惊人的速度发展——因此，可靠的测试硬件和测量专业知识将在这一领域发挥绝对关键的作用。奇石乐针对这一行业，为各种苛刻条件下的测试场景提供了水动力性能测试解决方案。凭借在压电测量技术方面的优势和卓越的测量性能，我们的加速度传感器、力传感器、压力传感器和测试测量系统可在海洋船舶和海上设施动力测量方面大显身手。

*高度集成化和高效驱动力，助力提高船舶安全性

*确保海上结构、大型设备坚固安全

加速度传感器防水振动测量

实施拍击、水上迫降、工作模态分析和流激振动测试等水动力测试程序时，加速度计可能需要置于水下，也可能与水花接触。此时，传感器需要能够承受高达10 bar（150磅/平方英寸）的压力，且持续时间可能不少于3天。

奇石乐作为经验丰富的解决方案提供商，能够提供轻型集成式电缆振动解决方案，以满足上述要求。我们可提供IEPE单轴和三轴传感器，进行动态测量；亦可提供MEMS电容式传感器，进行低频测量。奇石乐生产的每个传感器均通过了48小时的10-14 bar（150~220磅/平方英寸）水下测试，并随机提供专属测试证书。

相关产品

IEPE单轴8774B/8776B…sp型传感器

重量轻、模块化，测量范围在50g~500g

IEPE三轴8763B…CBsp型传感器

重量轻、体积小、模块化，测量范围在50g~2000g

MEMS三轴电容式传感器

直流、频率不超过1000赫兹；具备特低频变量测量和位移/倾斜计算功能

应用场景

气蚀和螺旋桨引起的噪音和振动

螺旋桨是引起船舶振动的主要部位。设计规范中通常包含对螺旋桨引起的压力波动的限制。

像军舰或科研船及游艇，也会有针对噪声的具体限制。 螺旋桨在船体上产生周期性的脉动压力；螺旋桨叶片上偶尔出现的气蚀现象可能显著增强上述脉动力。

因此，螺旋桨测试一般包括压力波动、振动和噪声的测量，以便对经过降噪处理的螺旋桨进行分析和对比。

船体降噪——由流动引起且结构物传递的噪声和振动

机械噪声和振动的主要来源是动力系统和推进系统。使用柴油、电力或蒸汽和燃气轮机驱动的船舶皆可能发生不同的对应现象。此外管道、空调、压缩机、动力传动系统、电动机、系泊机械以及货物装卸和控制设备也会产生噪音和振动。这些都会对船体的舒适性及安全性带来隐患。

进行上述现象研究时，使用低噪单轴和三轴加速度计。进行水下测量时，还需要具备防水能力。

船舶模态和结构分析

船舶的结构振动和相关损伤影响船舶结构的安全性和使用寿命，不断变化的波浪载荷，势必让船体发生刚体运动和变形。

船舶的动态响应特征可以利用模态参数进行描述。其中弹振是双节点弯曲模态在连续波浪荷载作用下的稳态共振；颤振是船桁体的瞬态弹性振动。颤振通常会产生较高的加速度，可能带来更高的应力，增加船舶疲劳程度。

加速度计可用于测量船舶航行中的动态振动信号，是兼具防水性、紧凑性和低噪性的解决方案。

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Kistler水动力性能测试解决方案手册

已在全球范围内被广泛应用的奇石乐水动力性能测试解决方案，确保了船舶更安全、更高效。我们的技术既优化了船舶整体的完整性，又改进了船舶的推进系统。奇石乐一流的技术解决方案还适用于风电机组、油气设施和桥梁等海上结构。

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