[实用新型]一种水电站水工工作闸门在线监测装置

说明书

本实用新型公开了一种水电站水工工作闸门在线监测装置，所述装置包括光耦合器、光环形器、SLED光源模块、光纤光栅解调模块、电源模块、以太网通信模块、控制器模块以及焊接在水工闸门金属结构设备上的FBG应变传感器、FBG加速度传感器、FBG倾角传感器；FBG传感器与光环形器连接；SLED光源模块与光耦合器连接；控制器模块与SLED光源模块、光纤光栅解调模块、电源模块、以太网通信模块连接；电源模块为其他模块提供所需要的稳定电源电压。本实用新型利用光纤光栅抗传感器干扰能力强的特点，可以准确获取闸门的应力、振动、倾角信息，通过光纤网络传送至监控终端，智能化记录和分析闸门的受力和振动特点，提高了闸门状态监控的自动化水平。

技术领域

本实用新型涉及水工金属结构设备在线监测技术，具体地说涉及一种水电站水工工作闸门在线监测装置。

背景技术

我国水力资源丰富，建成和在建的水利水电工程众多，水利水电工程中水工闸门的数量巨大，特别是深孔、动水启闭的工作闸门很多，这对于闸门本身的寿命是不利的。闸门的工作环境往往是在水中、曝晒或者湿热交替等恶劣环境中，其中的金属结构很容易被腐蚀，影响到闸门和水利工程的使用寿命。

闸门的安全对水利工程安全的影响非常大，但目前大部分情况下，我国水利水电工程工作闸门运行管理自动化程度不高，主要维护方法是通过定期组织人力巡查，通过外目测和有无异响来人为判断，无法进行定量指标的标定和检查，该方法依赖于检查人员的工作经验，效率和质量均都比较低下，存在误判的风险。同时水工闸门存在维护滞后、智能化程度低、安全风险大等特点，随着运行年限的增长，发生故障的可能性也越来越大，造成的潜在经济损失和安全风险也越来越大。

为了克服以上缺陷，现有技术的方法是在闸门金属结构上敷设应变片来测量闸门的应力。但该种方法需要在闸门敷设比较长的电缆，从而将应变片的测量数据传递至数据采集终端，这种方式抗干扰能力差，并且每个应变片都需要敷设电缆，布线比较复杂。

因此有必要建立一套闸门在线监测系统及监测方法，通过对实时采集的闸门等水工金属结构数据进行实时分析，对出现的风险进行预警，同时为水工闸门提供合理的检修维护周期，以实现水工金属结构的安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的不足，而提供一种实时、高效、测量结果准确的水工工作闸门可视化在线监测系统，较好的解决了目前人工巡检监测方法落后，效率低下，可靠性不高的问题。

本实用新型公开了一种水电站水工工作闸门在线监测装置，应用于水工闸门金属结构上，包括：若干FBG应变传感器、若干FBG加速度传感器、若干FBG倾角传感器、SLED光源模块、光耦合器、光环形器、光纤光栅解调模块、控制器模块、电源模块、以太网通信模块、监控终端，

所述FBG应变传感器、FBG加速度传感器、FBG倾角传感器设于所述水工闸门金属结构上，所述FBG应变传感器通过同一根光纤线连接，所述FBG加速度传感器和FBG倾角传感器通过同一根光纤线连接；

所述SLED光源模块与所述光耦合器耦合连接，使得光耦合器将所述SLED光源模块发射的光源分成两路；

所述光环形器分别与所述光耦合器、FBG应变传感器、FBG加速度传感器、FBG倾角传感器、光纤光栅解调模块连接，用于接收所述光耦合器的两路光并将其中一路传递至所述FBG应变传感器、另一路传递至所述FBG加速度传感器和FBG倾角传感器，以及接收所述FBG应变传感器、FBG加速度传感器和FBG倾角传感器反射的光并将其传递至光纤光栅解调模块；

控制器模块，与所述SLED光源模块、光纤光栅解调模块、监控终端连接，用于控制所述SLED光源模块发射光源、读取所述光纤光栅解调模块中的波长信息并将FBG应变传感器的波长信息进行处理得到应力数据、对FBG加速度传感器的波长信息进行处理得到振动频率和幅值、对FBG倾角传感器的波长信息进行处理得到倾角数据，并将所述数据传递至监控终端，