[实用新型]集装箱起重机实时在线安全监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安全监测装置，尤其是一种用于集装箱起重机实时在线安全监测装置。

背景技术

当前，随着经济全球化和物流业的不断发展，推动着以港口集装箱起重机为代表的现代港口机械日益向大型化、连续化、高速化、高效化、轻柔化和自动化的方向发展。一方面，这些发展提高了生产效率，节约了大量的能源，取得了巨大的社会效益和经济效益；另一方面，这些发展也相应地带来一些新的问题：

其一是由于设备与系统的功能增多，各个作业单元间的关系日趋复杂，导致影响设备安全和工作性能的因素越来越多；

其二是设备与系统的结构越来越复杂，规模越来越大，设备的造价越来越高；

其三是现代港口机械设备日益向系统极限效率与速度方向发展，安全隐患增多，机械故障，连锁影响造成的损失十分巨大；

其四是现代设备与生产系统在国民经济的发展和社会物质财富生产中的影响面越来越大。

这些问题的出现，对现代大型港口机械的设计、制造、安装、使用、维修和安全可靠运行提出了更高的要求，特别是对于连续生产系统的关键设备，如港口集装箱起重机等，其运行的可靠性和安全性将直接影响生产的顺利进行，一旦发生故障轻则降低系统的生产效率，重则系统停机、生产停顿，导致重大经济损失，甚至出现设备毁坏、危及生命财产安全的恶性事故，造成灾难性的后果。

而港口机械的设计、制造、安装、使用、维修和运行中存在大量不确定性因素，这些不确定性的因素具体归纳为如下三个方面：

(1)外部环境荷载的不确定性，特别是引起结构灾变行为的地震、飓风、波浪荷载等的影响；

(2)结构本身的不确定性，包括构件材料性能、截面几何参数和结构构件抗力，以及复杂环境对结构影响而引起的结构性能退化；

(3)结构整体分析中因模型简化和假设而产生的潜在不确定性等。

这些不确定性的安全因素不仅是现代集装箱起重机出现安全隐患的根源，而且是一些发生灾难性破坏而引起重大人员伤亡和经济损失的直接原因，为此必须严格考虑这些因素。

目前针对港口机械这些不安全的因素，一般是通过检验人员定期带仪器到工作环境复杂的港口机械上进行测试，随后再进行数据处理，工作繁琐且危险。然而港口机械是一种慢过程的大系统，实时判断其客观状态，不仅与其运行条件有着直接联系，而且与其历史状况密切相关。由于缺乏先进的监测技术和手段，现今在管理模式上仍沿用传统的“定期保养事后维修”制度，导致整机可靠性无法掌控、安全隐患多，一旦停机维修时间较长，严重影响了装卸效率和整机工作潜力的发挥。这就要求对港口机械进行更加严格的实时、在线、长期监测，而且要求结构自身能够适时做出智能化响应。

在开发高效快速的港口装卸机械状态监控系统方面，发达工业国家处于主导地位，较著名的有GE、ABB、SIEMENS和施耐德公司等。这些公司应用先进的计算机控制技术、智能传感器技术、高速宽带通信技术等，不断推出新方案和新装置，使由他们自主或参与合作开发(或改造)的港口装卸机械的装卸效率及安全可靠度都有了极大地提高，整机向有机、完善、协调、适配方向发展。但是，这些技术大都仍以巡检或离线方式为主，真正能在港口相对恶劣条件下长期稳定在线监测的系统还是相对缺乏。

在我国，大型港机的电气控制系统已基本实现对系统运行状态进行监控、故障显示，但对机构、结构的运行状况，却缺少应有的监测手段，特别是对设备运行一定时期后的机构、结构状态无法作出实时评判，导致机构、结构的故障隐患不能被早期诊断处理，这对设备的安全运行构成了严重威胁。因此，尽管目前在我国，起重机安全管理工作很受重视，安全检验制度亦已形成，并有效控制了起重伤害事故的发生，可由于缺少有效的运行监测手段，起重机结构和机构安全管理上依然存在以下薄弱环节：

①检测部位有限，例如结构应力检测通常只有4～8个测点；

②测试费用昂贵，例如采用超声波方法和磁粉探伤方法进行结构无损检测，仅单台起重机的测试费用就超过1万元，还不包括测试辅助工程(架设检测平台、测区表面磨光和油漆恢复等)费用；

③检验周期需要根据假设存在的缺陷到达临界尺寸的时间周期，进行保守安排；

④检验工作必须在起重机非作业状况下实施，影响生产。在停产难以安排的情形出现时，易造成检验周期延迟，甚至影响检验数据的可靠性等。