[发明专利]一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统

权利要求书

1.一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统,其特征在于，所述系统包括：

数据采集装置，用于采集弧形钢闸门的运行数据；

主控装置，用于接收并储存数据采集装置采集的运行数据，并对接收的数据进行分析处理判断闸门的运行状态是否正常；

以及云端服务装置，用于接收主控装置发送的运行状态数据；

所述数据采集装置与主控装置通信连接，所述主控装置与所述云端服务装置通信连接；

其中，所述数据采集装置包括倾角传感器(13)，用于采集闸门倾斜位移数据，倾角传感器(13)的Y轴与闸门垂直中心线在同一平面，X轴作为测点旋转轴线且指向法线方向，与水流方向平行，弧形闸门启闭过程发生左、右方向倾斜时，倾角传感器(13)监测的数据是闸门绕倾角传感器(13)X轴的倾斜角度β，单位rad；

所述主控装置判断闸门倾角位移数据是否正常的方法具体为：

闸门侧边距侧轨的初始距离为b，单位mm；

闸门侧边距侧轨的允许最小距离为l_min，单位mm；

计算倾角传感器(13)距门上、下角点距离的最大值L_max，单位mm；

闸门侧边倾斜量为Δb≈L_maxβ，单位mm；

弧形闸门倾斜后与侧轨之间的距离l=b−Δb；

根据监测要求，当l≤l_min时，闸门倾斜量Δb达到安全界限，监测系统给出报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统，其特征在于，所述主控装置包括通信模块、CPU控制器和信号处理模块，主控装置通过通信模块接收数据采集装置采集的钢闸门的实时在线监测数据，并通过CPU控制器和信号处理模块，根据已有的弧形钢闸门安全评价指标体系预警数据库和在线监测数据库，对闸门的运行现状及其安全可靠性做出综合评估，判断闸门的结构应力、振动模态、支铰轴(27)状态、倾斜位移是否处于合理范围内，设备是否处于运行稳态，将判断结果通过显示模块显示，若判断存在故障，则CPU控制器控制报警模块发出报警。

3.根据权利要求1所述的一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统，其特征在于，所述数据采集装置包括应变传感器(11)、加速度传感器(12)、倾角传感器(13)、倾角开关传感器(14)和声发射传感器(15)，应变传感器(11)用于采集结构应力数据，加速度传感器(12)用于采集振动模态数据，声发射传感器(15)用于采集支铰轴(27)内部缺陷数据，倾角开关传感器(14)用于采集支铰轴(27)扭矩数据，采集的所有数据通过通信模块发送至CPU控制器和信号处理模块。

4.根据权利要求1所述的一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统，其特征在于，云端服务装置通过通信模块接收主控装置发送的弧形钢闸门的实时在线监测及运行安全管理数据，并通过云端服务器存储，可通过远程客户端和移动终端访问云端服务器查询。

5.根据权利要求3所述的一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统，其特征在于，所述应变传感器(11)设于水平次梁(23)、主梁(24)、吊耳(26)、上支臂(21)上靠近水平次梁(23)的位置和支铰轴(27)上。

6.根据权利要求3所述的一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统，其特征在于，所述加速度传感器(12)设于弧形钢闸门的上支臂(21)、下支臂(22)、水平次梁(23)、主梁(24)上。

7.根据权利要求1所述的一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统，其特征在于，所述倾角传感器(13)设于门页(25)平面垂直中心线所在位置。

8.根据权利要求3所述的一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统，其特征在于，所述倾角开关传感器(14)设于所述支铰轴(27)上。

9.根据权利要求3所述的一种水电工程弧形钢闸门实时在线监测系统，其特征在于，所述声发射传感器(15)设于所述支铰轴(27)上。