[发明专利]船闸闸门及其支承运转件损伤程度自动监测系统及监测方法

说明书

发明提供船闸闸门及其支承运转件损伤程度自动监测方法。该监测方法包括布置传感器、实时获取闸门的振动响应参数、信号预处理、生成振动响应幅值谱、将振动响应幅值输入到闸门与支承运转件的振动参数响应关系模型等步骤。该方法可实现对船闸闸门各薄弱部位进行实时化、多参数的自动监测，与其他监测技术不同的是该监测系统可以对不便于监测的船闸闸门隐蔽的水下部位(闸门支承运转件)进行间接的监测，实现了对船闸闸门的比较全面的监测，适用于大多数通航船闸。

技术领域

本发明涉及闸门结构损伤监测技术领域，特别涉及船闸闸门及其支承运转件损伤程度自动监测系统及监测方法。

背景技术

船闸闸门是通航建筑物中必不可少且极为重要的组成部分，闸门用于控制闸室内水流的输送量及输送速度，在船舶过闸通航过程当中起到至关重要的作用。目前，用于船闸闸门的结构损伤监测的方法主要是将各类传感器布设在闸门的监测部位上，通过无线网络传输技术和配套的数据采集设备对闸门结构损伤进行实时的监测。

早期用于船闸闸门结构损伤监测的指标大多是与振动相关的参量，但是振动具有方向性，对结构损伤并不敏感，对损伤程度也不具备量化性；现在已有的监测技术中，鲜有同时监控多个振动特性参数的自动监测系统，大多数只针对单一的参数进行监测，与监控多个振动特性参数的监测系统相比，难免存在不足。而且，在已有的监测技术中，几乎没有涉及到对船闸闸门隐蔽薄弱部位(闸门支承运转件)的监测。闸门的支承运转件，包括：顶枢、底枢、蘑菇头等，是闸门启闭运行过程中十分关键但却隐蔽且薄弱的部件。由于船闸闸门起闭十分频繁，闸门的支承运转件等隐蔽薄弱部位的磨损程度较大，很容易发生故障，导致闸门运停检修；此外，闸门支承运转件中的底枢、蘑菇头等，常年处于水下且运行空间紧密狭小，这样复杂的运行环境是无法通过布设传感器对闸门支承运转件等隐蔽部位进行直接监测。

因此，为了保证监测技术的准确性(监测技术的精度，或者监测结果的准确性)，保障对闸门及支承运转件的隐蔽薄弱部位进行监测，十分有必要提出一种多参数监测且同时能够间接监测船闸闸门隐蔽薄弱部位的船闸闸门自动监测技术，保障船闸闸门安全地运行。

发明内容

本发明的目的是提供船闸闸门及其支承运转件损伤程度自动监测系统及监测方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，船闸闸门及其支承运转件损伤程度自动监测方法，包括以下步骤：

1)在闸门的薄弱部位布置传感器。

2)传感器实时获取闸门的振动响应参数的时域模拟信号。

3)将传感器采集的信号进行预处理。所述预处理包括放大处理、平滑处理和滤波处理。

4)将步骤3)预处理后的信号进行数据解调，转换成数字信号。并将解调后的数字信号发送至云端存储数据库保存并显示。

5)云端数据库将数字信号发送至数据处理模块：数据处理模块进行频谱分析生成振动响应幅值谱，并剔除特征点和异常点。

6)将闸门的振动响应幅值输入到闸门与支承运转件的振动参数响应关系模型中，得到闸门支承运转件的振动响应幅值。

7)分别将闸门和支承运转件的响应幅值与预先设置的预警参数阈值进行对比，并进行保存。

进一步，所述传感器为压电式加速度传感器或光学加速度传感器。

进一步，步骤5)中，还具有数据处理模块对数字信号进行去噪处理的相关步骤。

进一步，步骤7)之后，还具有评估船闸闸门及闸门支承运转件损伤程度和安全性的相关步骤。

进一步，闸门与支承运转件的振动参数响应关系模型构建方法包括以下步骤：

a)确定参数变量。