[发明专利]服务中心模式下的起重机结构健康在线监测系统

说明书

本发明涉及光纤光栅传感监测技术领域，提供一种服务中心模式下的起重机结构健康在线监测系统，包括由中心服务器、服务功能组件构成的服务中心，以及由多个光纤光栅传感器、光纤光栅传感解调仪、光纤接线盒和现场计算机、客户端服务器构成的监测系统客户端，以及配套的软件系统，所述光纤接线盒内设有多个光纤分路器，多个光纤光栅传感器分布于起重机的测量点上。本发明系统能够对作业中的起重机结构健康状况进行实时在线监测，保证起重机的安全运行，结合预报警机制完成结构安全评估，为起重机的使用、维护以及轻量化设计提供量化数据和安全保障，提高起重机的节能性和经济性。

技术领域

本发明涉及光纤光栅传感监测技术领域，具体涉及一种服务中心模式下的起重机结构健康在线监测系统。

背景技术

起重机作为港口起重装卸机械中不可或缺的一种，具有起吊能力强、作业效率高的特点，被广泛应用于各大装备制造业、物流运输业中。随着港口物流的飞速发展，起重机的作业频率与工作强度也在逐步上升，其安全性能也日益受到人们的关注。

目前，设计人员为了保证起重机的安全性能，在设计中预留的安全系数裕量较大，使得起重机形式笨重、体积庞大。在保证起重机作业安全的同时，也增加了其作业能耗。因此，在保证起重机作业安全的前提下进行结构轻量化设计具有十分重要的意义。

目前技术最成熟且应用最广泛的结构测试传感器为电阻应变片，它具有分辨率高、尺寸小、价格便宜、测量范围大的优点，但不适用于长期监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种服务中心模式下的起重机结构健康在线监测系统，对作业中的起重机结构健康状况进行实时在线监测，保证起重机的安全运行，结合预报警机制完成结构安全评估，为起重机的使用、维护以及轻量化设计提供量化数据和安全保障，提高起重机的节能性和经济性,在此基础上搭建服务中心，构建一套数据传输存储体系，整合并存储各地客户上传的监测数据用于后续的数据分析及数据挖掘。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种服务中心模式下的起重机结构健康在线监测系统，该系统由如下几部分组成，监测对象起重机主体，由多个光纤光栅传感器、光纤光栅传感解调仪、光纤接线盒和现场计算机（现场计算机为可选，主要用于现场操作人员查看）、客户端服务器构成的监测系统客户端，由中心服务器、服务功能组件构成的服务中心，以及配套的软件系统。其中光纤接线盒内设有多个光纤分路器，多个光纤光栅传感器分布于起重机的测量点上，多个光纤光栅传感器采用并联连接，每一个光纤光栅传感器均同光纤分路器的出线端连接，光纤分路器的进线端通过光纤光栅传感解调仪与客户端服务器连接，客户端服务器通过互联网与中心服务器连接。通过此监测系统对作业中起重机的结构健康状态进行实时在线监测，保证起重机的安全运行，结合预警机制完成结构健康评估，为起重机的使用、维护以及轻量化设计提供量化数据和安全保障，提高起重机的节能性和经济性，中心服务器存储多个监测对象的结构健康监测数据，用于后续的数据分析与数据挖掘。

在上述技术方案中，所述光纤光栅传感器具有不同的类型，包含应变传感器、温度传感器、振动传感器、液位传感器等，通过开发光纤光栅传感器用于不同目标参数的获取，实现多传感器的融合。

在上述技术方案中，所述光纤光栅传感器测量点布置通过测算得到，通过有限元分析等工具计算起重机结构受力、机构传动等监测关键点，结合检测手段和专家经验得到最终测量点布置图。

在上述技术方案中，所述光纤光栅传感器中应变传感器自带温度补偿，包含应力片和温度片，应力片和温度片紧密连接，应力片4个角均有焊点，温度片的一端同应变片相连，另一端悬空。

在上述技术方案中，所述光纤光栅传感器的工作温度范围为：-40 °C~80 °C，光缆类型为：3mm铠装光缆。

在上述技术方案中，所述光纤光栅传感器焊接于起重机的测量点位置上。