【項目背景】
近年來，隨著工程建設的迅速發展，各種新型結構和新型材料的不斷涌現，使得待測結構中各種結構型式和結構的受力情況越來越復雜，對結構進行力學測試的需求也越來越迫切。
在此背景下，我公司推出了多通道應變采集系統，該系統可被應用于多種試驗結構的應變測試工作中。通過對多通道應變采集系統進行優化設計，提高了應變采集的精度和可靠性。同時將設計方案移植到實際工程中，并根據實際應用環境進行了相應的改進和完善，以確保能完成客戶需求，達到試驗測量要求。
例如在某試驗中，結構底部存在大量管道，試驗開始時蓄能罐將長時間積蓄較高能量和氣體壓強，并在積蓄能量達到頂點時一次性釋放。在釋放過程中，高速流體的沖擊、溫度和壓力的升降變化均使管道結構產生經常性應變變化和結構變形，引起使用周期內的結構破壞。因此需要在整個結構內對管道進行應變監測。
【客戶需求】
針對關鍵管道整個結構的安全性監測和評估的需求，研制應變測量裝置，應用于高溫流體管道產生應變的高精度測量，實現應變數據的 采集、存儲、管理、處理 及管道質量預警功能。
具體建設目標有：
（1）研制一套該案例應變測量裝置軟硬件系統，系統可實現極端工況條件下管道結構的應變參數的實時采集、傳輸和存儲；可實現對采集數據的數據處理、實時分析和數據顯示。
（2）存儲整個運行周期內的管道結構關鍵應變數據，為將來智能化監測與評估系統的建設提供大數據支持。
【技術挑戰】
● 適應苛刻工業現場環境（振動、噪音、電磁干擾）；
● 整套系統的0.1%高精度測量指標；
● 大規模測量點位——單套系統最多可支持256路應變通道同步采集；
【解決方案】
? 如圖，以上即為我公司針對該項目設計的全套系統方案，該系統可實現對應變信號及溫度信號的高精度采集。
通過銳科自研設備 RK-3240 采集到應變信號并將數據上傳至安裝在PXI機箱中的數據采集卡。因客戶試驗現場要求主機與設備間距離較遠，所以采用遠程光纖模塊利用光纜傳輸數據的方式，將數據實時傳輸到遠處的電腦主機，應用該方式可實現對采集數據的遠距離傳輸，并確保數據采集的可靠性與穩定性。
1. 關鍵硬件設備介紹
（1） RK-3240應變信號調理模塊：編號為RK-3240的調理板卡是 一個16通道的四分之一 橋路的應變信號調理板卡，該板卡采集應變信號量程范圍為±10000微應變，精度0.1%；
RK-3240應變信號調理模塊最多可支持16 塊RK-3240調理板卡，即256路應變信號的采集，該模塊具備應變調零及存儲功能。
（2）NI模塊化系統：該產品為標準NI進口產品，多混合外設槽位設計可支持插入PXI、PXIe兩種系統的數據采集卡。本項目應用NI電壓、熱電偶采集卡，可實現對電壓及熱電偶信號的精準測量。
（3）遠程控制模塊：該模塊被安裝于PXI機箱的系統槽位，因客戶現場需將主機設備安裝于距采集設備較遠處，故采用光纜傳輸數據的方式，可實現對采集數據的遠距離傳輸，并確保數據采集的可靠性與高效性。
2. 數據采集軟件
（1）數據采集模塊：在上位機中實時采集設備收集到的數據包，并進行數據處理。
（2）數據存儲模塊：將數據以二進制格式存儲在本地硬盤或者網絡硬盤，可自主設定數據是否開始采集及數據存儲的位置，按照預定的邏輯進行文件創建；顯示低采樣率數據，方便數據趨勢查看；
（3）數據實時顯示與計算模塊：實時顯示采集通道的數據，計算并判斷是否超過設定閾值；
（4）數據回放模塊：支持二進制TDMS格式文件的回放，回放波形支持按照自定義區間分析，支持查看自定義區間特征值；
（5）應變調零模塊：通過RS-485為應變調理儀發送指令，實現硬件調零，并在硬件調零結束后進行軟件自校準，以達到應變通道初始值調至零點的目的。
3. 系統軟件展示：
【系統優勢】
● 系統堅固耐勞、可靠性高，適用于各種惡劣的工作環境
● 系統采集精度高，工作狀態穩定，可長時間連續運行
● 系統以用戶體驗為目標，操作簡潔，可實現系統快速采集與數據處理
● 系統可對實驗數據進行大容量存儲，并對存儲數據進行波形回放及數值導出
● 系統可對應變通道進行應變調零，將應變信號回歸至零點，提高應變測量的測量精度，以便更好的觀測及數據分析
【3D圖紙、現場效果圖及現場調試】
3D圖紙：
效果圖：
調試實況：
