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申请/专利权人：交通运输部天津水运工程科学研究所

摘要：本发明提供了智能块体测量破损率装置及制作方法和试验室应用，属于防波堤工程领域，包括连接为一体结构的上块体和下块体，上块体和下块体的内部形成中空的内置空间，内置空间内设有集成测量组件，集成测量组件的重心与上块体和块体组合后的重心重合设置；集成测量组件包括用泡沫软垫相互独立且隔离设置的IUM惯性测量传感器、数据存储器和电池组，电池组对IUM惯性测量传感器和数据存储器进行供电，存储器和IUM惯性测量传感器电连接，存储器接收并存储IUM惯性测量传感器的感应数据。本发明真实反映出实际护面块体的破坏的损失率，为评估经济损失提供准确基础数据。

主权项：1.智能块体测量破损率装置的制作方法，其特征在于：包括以下步骤，1制作前准备：购买制作块体所用的材料即固态铝，密度为2700kgm3；IMU惯性测量单元传感器、数据存储卡和电池组；2计算护面块体重量、尺寸，并3D打印上块体和下块体，所述上块体和下块体的内部形成中空的内置空间，所述内置空间内设有集成测量组件，所述集成测量组件的重心与上块体和下块体组合后的重心重合，按照试验模拟规程确定试验比尺，并根据原体护面块体重量和尺寸，按照相似关系计算出模型上护面块体重量、尺寸；3集成测量组件制作，包括IMU惯性测量单元传感器、数据存储卡、电池组、数据线，其中IMU惯性单元传感器，使用9轴IMU传感器，检测和测量物体的加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度运动；4数据采集和分析：首先对护面块体稳定性试验中，块体失稳时运动的姿态进行分析和统计，通过以往试验观测可知，块体失稳时主要表现为旋转、翻滚、运动撞击的过程，因此在得到上述块体失稳机理，利用集成单元内的IMU惯性传感器的加速度计，对块体的x、y、z三个方向加速分量axi，ayi，azi进行测量，然后再将三个方向的加速度进行合成得到所测块体运动产生的加速度ai；5安装制作智能护面块体，并进行调试，首先将步骤3中的IMU惯性测量传感器、数据存储器和电池组之间采用泡沫垫进行分割，并制作成立方体形状，然后整体嵌入至步骤2完成的护面块体内，整个集成单元测量装置重心应与块体重心保持一致，同时使IMU惯性测量传感器的Z1轴坐标系与护面块体安放时的Z2轴方向一致；在步骤2中，涉及到以下计算公式，V-L3×ρ1+m＝ρ2×V；5-1 式中：L为智能块体内部立方体边长，单位m；V为块体外表体积，单位m3，由原体块体，按照试验比尺计算；m为嵌入块体内部电子元件的重量，单位kg，通过天平进行测出；ρ1为铝的密度，取2700kgm3；ρ2为制作完成块体密度，取2450kgm3；在步骤4中，涉及到以下公式， vi＝ai×Δt；5-4式中：Δt为采样间隔，单位s，取值0.01s；vi为块体碰撞时的速度，单位ms； 式中：Dn为护面块体的厚度，单位m；g为重力加速度，单位ms2；Hs为波浪有效波高，单位m；z为相对于试验静水位的位置高度，单位m；γ为水的密度，单位kgm3；γb为护面块体的密度，单位kgm3；vi1为块体开始破损撞击初始速度，采集撞击速度大于等于vi1的信号峰值；将每组试验过程中得到的破碎概率序列样本，从大到小排列成p1,p2,p3,p4,p5,……pN序列，N为数据样本总数，从而统计每组试验块体破碎率的特征值。

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百度查询： 交通运输部天津水运工程科学研究所 智能块体测量破损率装置及制作方法和试验室应用