[发明专利]一种船闸人字门及启闭机健康状态实时在线监测系统

说明书

一种船闸人字门及启闭机健康状态实时在线监测系统，包括应力应变监测系统、流激振动监测系统、顶枢状态监测系统、底枢状态监测系统、闸门运行姿态监测系统、启闭力监测系统、信号传输系统、信号采集系统、监控系统、预警系统、数据系统和PC系统；本发明原理科学，结构简明，所采用元器件购买方便，施工起来易于操作，可以保证监测效果，实时掌握船闸人字门及启闭机这种大型金属结构设备的运行状况，而且由于其整体的建设成本可控，易于在国内港口与航道工程金属结构工程中广泛普及。

技术领域

本发明属于港口与航道工程金属结构技术领域，具体涉及一种船闸人字门及启闭机健康状态实时在线监测系统。

背景技术

在港口与航道工程金属结构的设计、建设中，特别是船闸人字门及启闭机技术参数高、运行条件复杂，其运行可靠性、安全性尤其重要，因此对其进行健康状态实时在线监测是非常必要的，目前除了采用光纤类传感器、光学系统进行简易的监测外，还缺少一种简便、实用、造价较低、可广泛推行使用的监测系统。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种施工方便、造价低廉、技术稳定、可长时间在水下运行的船闸人字门及启闭机健康状态实时在线监测系统, 该监测系统可以及时发现潜伏性隐患故障及其发展趋势和严重程度，防止故障扩大和事故发生，提高人字门及启闭机运行可靠性；又可为闸门的维修提供可靠依据，避免“欠维修”、“过维修”，实现对人字门故障早知道、早预防、早诊断，把故障消灭于萌芽中。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种船闸人字门及启闭机健康状态实时在线监测系统，包括应力应变监测系统、流激振动监测系统、顶枢状态监测系统、底枢状态监测系统、闸门运行姿态监测系统、启闭力监测系统、信号传输系统、信号采集系统、监控系统、预警系统、数据系统和PC系统；

应力应变监测系统、流激振动监测系统、顶枢状态监测系统、底枢状态监测系统、闸门运行姿态监测系统和启闭力监测系统的信号输出端均与信号传输系统的信号输入端连接，信号传输系统的信号输出端与信号采集系统的信号输入端连接，信号采集系统的信号输出端与PC系统的信号输入端连接，PC系统的信号输出端分别与监控系统、预警系统和数据系统连接。

应力应变监测系统包括设置在船闸人字门及启闭机门体、背拉杆、底部主梁部位、门板部位、梁格内的若干个应力应变传感器，应力应变传感器采集对应位置的应力应变信号后依次由信号传输系统、信号采集系统传输给PC系统。

流激振动监测系统包括在船闸人字门及启闭机的顶底梁不同部位、顶底枢附近部位布置的若干个三轴两向振动传感器，三轴两向振动传感器采集闸门的流激振动信号后后依次由信号传输系统、信号采集系统传输给PC系统。

顶枢状态监测系统包括在船闸人字门及启闭机顶枢位置布置的第一声发射传感器系统，第一声发射传感器系统采集船闸人字门及启闭机顶枢运行声音状态信号后由信号传输系统、信号采集系统传输给PC系统。

底枢状态监测系统包括在船闸人字门及启闭机底枢位置布置的第二声发射传感器系统，第二声发射传感器系统采集船闸人字门及启闭机底枢运行声音状态信号后由信号传输系统、信号采集系统传输给PC系统。

闸门运行姿态监测系统包括在船闸人字门及启闭机上布置的姿态传感器，姿态传感器采集船闸人字门及启闭机的姿态信号后由信号传输系统、信号采集系统传输给PC系统。

启闭力监测系统包括在船闸人字门及启闭机顶梁拉门点附近布置的应力应变传感器，应力应变传感器采集应变信号后由信号传输系统、信号采集系统传输给PC系统，最后由PC系统换算出启闭力。

信号传输系统使用双绞屏蔽线缆将传感器和信号采集系统连接起来，采用水下密封结构，保证信号监测精度；经PC系统处理后再用光纤传送到中控室；

信号采集系统是由能接受不同信号的集成线路板内嵌程序处理分析各种信号后上传PC系统。