[发明专利]声发射塔吊安全检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及塔吊安全检测领域，特别涉及一种声发射塔吊安全检测系统。

背景技术

塔吊是一种常用的起重设备，在使用中长期受多种载荷的作用，其承载焊接结构是容易发生损伤的部位，近年来已有很多关于塔吊安全事故的报道，因此塔吊的的安全性非常重要。塔吊检测主要以停机定检、监检为主，检查内容主要包括：安装全过程的文件检查、资料核对、现场检查及人员检查等。常规检测耗时耗力，无法及时检测到运行过程中所产生的损伤和扩展。同时，即使常规检测合格后，依然存在运行中的损伤事故风险。

目前除了常规检测手段，技术上追求能够对塔吊进行实时检测并实现预警，从而避免发生重大安全事故。以下介绍一种塔吊安全检测系统的设计方案，但在工程实际中，仍然是常规手段的检测为主。

常规手段的检测的一种塔吊安全检测系统的主要组成，电源系统、风速传感器、形变测量模块、温湿度传感器、倾角传感器、电机模块以及人机交互模块。系统启动后，风速传感器、温湿度传感器、倾角传感器将所测得的测量值，传送至主控；经主控与风力预设值、塔身倾角预设值(相关国家标准规定：风力大于6级时停止工作，塔身倾斜度小于2/1000)等对比，若测量值小于预设值，系统工作；若该值大于预设值，系统报警。系统运行后，能够不断测量变形等测量值，测量值超出预设值即发出报警，从而实现安全监测目的。人机交互模块实现实时显示，方便驾驶员直观监测运行过程。

此技术方案能够实现对塔吊运行过程中的宏观状态，如：环境风速、变形量、倾斜量等实现监测，但这只是塔吊工作的最低安全保证。塔吊事故中存在很大比例的断裂等严重事故，是承载结构及局部应力集中等引起的，这些易发事故的部位更值得关注，因为承载的原因，事故发生的非常快速且严重，常规检测及以上方案的检测不能发现隐含的损伤和损伤的扩展，进而不能实现更有效的早期预警。

现有塔吊安全检测技术中，常规检测技术含量低，不能发现隐含损伤及预警，只能做基本的安全检查，确保塔吊的安装、操作、维护等符合安全规定；上文介绍的一种安全检测技术方案，利用多传感器检测塔吊的变形量等物理参数，对于塔吊这种大型起重设备，测量值易受多种因素干扰，且只能保证最低的安全条件，实际应用意义不大。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的声发射塔吊安全检测系统，该声发射塔吊安全检测系统利用声发射技术实现精密测量，实现早期损伤的预警，对损伤的扩展能够监测，采样率和转换率均高，能够实现高精度、高灵敏度测量。

为实现上述目的，本发明提供了一种声发射塔吊安全检测系统，该声发射塔吊安全检测系统包括：声发射传感器，其通过耦合剂与被测对象连接；前置放大器，其与所述声发射传感器连接，用于放大所述声发射传感器采集的声发射信号；数据采集卡，其与所述前置放大器连接；以及工控机，其用于设置采集参数；开始采集数据后，将采集的数据输送到所述工控机，调用该工控机的功能模块实现处理、分析及结果输出。

优选地，上述技术方案中，声发射传感器的主要参数为：使用温度：-20～50℃；接口：BNC侧面；频率范围：60kHz～400kHz；谐振频率：150kHz；灵敏度峰值：＞115dB；防护等级：IP66。

优选地，上述技术方案中，前置放大器内置在所述声发射传感器的内部。

优选地，上述技术方案中，数据采集卡包括：数据采集模块和采集机箱。

优选地，上述技术方案中，数据采集模块为NI 9223C系列模块。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该声发射塔吊安全检测系统利用声发射技术实现精密测量，对大量的数据进行去噪、提取特征等优化处理，实现实时处理并得出有用的信息，并在信号处理基础上，实现早期损伤的预警，对损伤的扩展能够监测，采样率和转换率均高，能够实现高精度、高灵敏度测量。

附图说明

图1为本发明的声发射塔吊安全检测系统的结构示意图。

图2为本发明的声发射塔吊安全检测系统的工控机结构示意图。

图3为本发明的声发射塔吊安全检测系统的数据处理及分析模块的信号处理流程图。

图4为本发明的声发射塔吊安全检测系统的数据处理及分析模块的数据样本处理流程图。

具体实施方式