[发明专利]一种基于摆动强弱的铁塔连接结构缝隙检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于摆动强弱的通信铁塔连接结构缝隙检测方法及系统。其系统包含选取缝隙检测点并设置参数模块、定时同步采集位移数据和加速度数据模块、判断铁塔摆动强弱并计算缝隙差矩阵模块和识别超出可容许范围的连接结构缝隙模块。选取缝隙检测点并检测原始数据，构成原始矩阵，设置不同摆动强弱下的各检测点的缝隙最大容忍矩阵；定时同步采集位移数据和加速度数据；通过加速度数据判断摆动强弱，通过位移数据与原始数据之差是否超过临界值判断连接结构缝隙是否超出可容许范围，差矩阵中正数元素对应的缝隙超出可容许范围。本发明的方法及系统解决了难以检测铁塔连接结构缝隙是否在可容许范围内的技术问题。

技术领域

本发明属于通信铁塔维护技术领域，特别是涉及一种基于摆动强弱的铁塔连接结构缝隙检测方法及系统。

背景技术

目前通信铁塔主要由人工进行检测和维护。该方式具有两个缺点，一是不能精确判断通信铁塔连接结构间的缝隙是否在可容许范围内，二是人工难以观察到铁塔连接结构的缝隙，使得连接结构缝隙检测的实施难度和维护成本很大。为此，提出一种铁塔连接结构缝隙检测方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是难以检测铁塔连接结构缝隙是否在可容许范围内的问题，提出一种基于摆动强弱的铁塔连接结构缝隙检测方法及系统。其中摆动强弱根据铁塔垂直摆动的加速度大小判断。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括管理设备和客户端，管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在塔体一定位置(如塔顶)安装加速度传感器检测铁塔摆动加速度，在通信铁塔的选定连接结构的外沿安装传感器检测位移数据。

本发明提出的基于摆动强弱的铁塔连接结构缝隙检测系统，包括选取缝隙检测点并设置参数模块、定时同步采集位移数据和加速度数据模块、判断铁塔摆动强弱并计算缝隙差矩阵模块、识别超出可容许范围的连接结构缝隙模块。

1、选取缝隙检测点并设置参数模块：系统分析影响铁塔安全的关键连接结构并将其设定为缝隙检测点，其个数记为N，检测得到N个缝隙检测点的位移原始数据，记为p₁～p_N，构成原始矩阵P＝(p₁,p₂,…,p_N)；设置摆动强弱分界值X，当实际摆动加速度大于X时为强摆动，否则为弱摆动；设置弱摆动时N个检测点的缝隙最大容许值，构成矩阵Y₀；设置强摆动时N个检测点的缝隙最大容许值，构成矩阵Y₁。

2、定时同步采集位移数据和加速度数据模块：部署的位移传感器定时采集各缝隙检测点的位移数据，记为q₁～q_N，构成矩阵Q；部署的加速度传感器定时采集加速度数据，记为x；位移传感器和加速度传感器同步采集数据。

3、判断铁塔摆动强弱并计算缝隙差矩阵模块：系统首先判断铁塔摆动强弱，然后计算缝隙差矩阵；如果x≤X，则系统判断此时铁塔弱摆动，计算缝隙差矩阵A＝Q-P-Y₀；否则系统判断此时铁塔强摆动，计算缝隙差矩阵A＝Q-P-Y₁。