基于ADXL203加速度计的倾斜测量在FPSO船体姿态监测中的应用侯言1，唐达1，王金城1，孙慧琳2**510152025303540（1.大连理工大学电子信息与工程学部，辽宁大连116024；2.大连大学电子信息与工程学部，辽宁大连116024）摘要：介绍了一种基于MEMS技术的ADXL203低频加速度传感器的设计与实现。研究了加速度传感器整体设计方案，给出了硬件设计和软件设计过程，并实现了原型产品的开发与调试，同时分析了加速度传感器在海洋平台监测中的实际应用。为验证原型产品的有效性，将其安装在“海洋石油102”FPSO平台上进行了现场测试，给出了数据分析与结果，并将测试结果与平台的实际监测结果进行了分析比较，取得了比较理想的结果。关键词：FPSO船体姿态监测；ADXL203加速度传感器；倾斜测量中图分类号：P752ThetiltmeasurementintheFPSOhullattitudemonitoringbasedonADXL203accelerometerHouYan1,TangDa1,WangJincheng1,SunHuilin2(1.FacultyofElectronicandInformationEngineering,DalianUniversityofTechnology,LiaoNingDaLian116024;2.FacultyofElectronicandInformationEngineering,DalianUniversity,LiaoNingDaLian116024)Abstract:ThispaperintroducesthedesignandtheimplementationofADXL203lowaccelerationsensorwhichbasedonthetechnologyofMEMS.Itstudiestheoveralldesignofaccelerationsensorandgivestheprocessofthedesignofhardwareandsoftware.Alsothepaperrealizesaprototypeoftheaccelerationsensoraboutdevelopmentanddebuggingandanalysistheapplicationoftheaccelerationsensorinthemonitoringoffshoreplatforms.Inordertoverifytheeffectivenessoftheprototypeproduct,themonitorhasbeeninstalledinthe"OffshoreOil102"FPSOplatformforon-sitetestingandgivesthedataanalysisandresults.Thepaperanalysisandcomparethetestresultswiththeactualmonitoringtestsandachievesasatisfactoryresult.Keywords:FPSOhullattitudemonitoring;ADXL203accelerationsensor;tiltmeasurement0引言FPSO深水浮式平台是我国进行海上开采石油的主要平台之一，由于受风、浪、流等环境荷载信息的影响，船体的姿态非常复杂多变，在对船体的姿态监测过程中，主要以横摇，纵摇以及距单点的距离为主要测量内容。目前FPSO船体姿态测量国际上通常用三轴加速度测量装置、三轴陀螺测量装置以及高性能微处理器。利用陀螺和加速度计的输出信号经过导航解算可以计算出载体的纵摇角与横摇角，但是这种高性能的设备价格昂贵，在海洋平台上由于环境恶劣，容易造成设备的损坏[1]。随着科学的不断进步，MEMS系列的加速度传感器逐渐走向市场，通过研究发现，这类基于重力的加速度传感器在倾斜测量方面具有很大的优势，不仅电路设计简单，测量的准确度也非常高，且成本也比较低[2][3]，在FPSO船体姿态测量过程中，可以用其代替那些价格昂贵的测量装置，完成对船体横摇角和纵摇角的测量[4]。作者简介：侯言，（1988-），男，大连理工大学硕士研究生，主要研究方向为海洋平台监测传感器的开发与维护。通信联系人：唐达，（1961-），男，大连理工大学计算机科学与技术学院副教授，主要研究方向为海洋平台的监测技术。2395351616@qq.com-1-本文结合对FPSO船体姿态测量过程中积累的经验以及对MEMS系列加速度传感器的具体分析，研发设计了一种基于MEMS系列的ADXL203的高精度、低频加速度传感器，给出了低频加速度传感器的整体设计框图，详细讲述了软硬件的开发过程，同时分析了加速455055度传感器在船体姿态测量中的具体应用，最后给出了加速度传感器在“海洋石油102”FPSO平台上对船体姿态测量的实际结果。1低频加速度传感器的整体设计方案区别于传统传感器只能作为敏感元件，检测物理量的变化[5]。低频加速度传感器有数据采集单元（传感器ADXL203、滤波电路和AD转换电路等）、数据处理单元（微处理器）、数据收发模块（RS485）和电源模块组成，整个低频加速度传感器硬件架构图如图1所示。图1加速度硬件架构图Fig.1Accelerometerhardwarearchitecture2硬件电路设计2.1数据采集单元电路加速度传感器，低通滤波电路，A...