[发明专利]一种起重机金属结构状态监测系统

说明书

本发明涉及一种起重机金属结构状态监测系统。该系统包括：应力片、无线应变测试仪、无线加速度传感器、无线网关以及测控计算机；所述应力片粘贴在所述起重机的受力测点上；所述无线应变测试仪与所述应力片连接；所述无线加速度传感器固定在所述起重机的吊臂上；所述无线网关分别与所述无线应变测试仪、所述无线加速度传感器以及所述测控计算机连接；所述无线网关用于将所述应变力数字信号和所述位移数字信号传送至所述测控计算机。本发明简化了现场布线，提高了使用灵活性和方便性，并且，降低了噪声，提高了数据质量。

技术领域

本发明涉及起重机监测领域，特别是涉及一种起重机金属结构状态监测系统。

背景技术

港口起重机是一种工作繁重的大型机械设备，其工作载荷大，使用频繁，作为整台起重机骨架的金属结构，其设计制造质量的好坏将直接影响整个起重机的使用寿命和使用安全。对起重机进行健康监测,及时发现起重机存在的安全隐患,提高起重机运行的可靠性,减少或消除事故,已成为业内关注的焦点问题。

应变和位移是大型起重设备检测最为重要的参数之一，它反映了金属结构变形程度，金属结构对局部应力、局部结构损伤比较敏感，如果承受的应力超过了材料的屈服极限，那么就会对结构带来损伤，影响其使用安全和寿命。大型起重机由于体积大、质量重，结构、受力复杂，在开展金属结构健康监测时，往往需要在多点对其应变进行监测以及时发现并排除安全隐患。传统监测技术需要将多个测点的应变、位移传感器通过复杂现场布线连接至一台多通道数据采集器中(一般16～32通道)，数据采集器体积大、功耗高，一般需要放置在驾驶室中，再通过网线传输到地面综合监控室，布线复杂，尤其是当起重机转动过程中，长电缆容易松动、缠绕，增大了测量的不确定性。另外，长电缆传输微弱模拟信号极易收到外部电磁信号干扰，如电机，带来了很大的噪声，降低了数据质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种起重机金属结构状态监测系统，简化现场布线，提高使用灵活性和方便性，并且，降低噪声，提高数据质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种起重机金属结构状态监测系统，包括：应力片、无线应变测试仪、无线加速度传感器、无线网关以及测控计算机；

所述应力片粘贴在所述起重机的受力测点上；所述应力片用于采集所述受力的金属结构的应变力模拟信号；所述应变力模拟信号包括应变力的大小和方向；

所述无线应变测试仪与所述应力片连接；所述无线应变测试仪用于将所述应变力模拟信号通过放大、滤波以及AD采样转换为应变力数字信号；

所述无线加速度传感器固定在所述起重机的吊臂上；所述无线加速度传感器用于采集所述吊臂的加速度模拟信号，并根据所述加速度模拟信号确定所述吊臂的位移数字信号；

所述无线网关分别与所述无线应变测试仪、所述无线加速度传感器以及所述测控计算机连接；所述无线网关用于将所述应变力数字信号和所述位移数字信号传送至所述测控计算机；所述测控计算机用于将根据所述应变力数字信号和所述位移数字信号进行起重机的应力和位移的显示、报警。

可选的，所述无线应变测试仪为三通道；每个通道内均包括：放大器、模拟滤波电路、AD采集电路、CPU控制电路、无线通信模块以及电源管理模块；

所述放大器、模拟滤波电路、AD采集电路、CPU控制电路以及无线通信模块依次连接；

所述放大器还与所述应力片连接；

所述电源管理模块均与所述放大器、模拟滤波电路、AD采集电路、CPU控制电路以及无线通信模块连接。

可选的，所述无线加速度传感器包括：加速度传感器、模拟滤波电路、AD采集电路、CPU控制电路、无线通信模块以及电源管理模块；

所述加速度传感器、模拟滤波电路、AD采集电路、CPU控制电路以及无线通信模块依次连接；