[發(fā)明專利]一種起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310152750.6
• 申請(qǐng)日: 2013-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103267763A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃國(guó)健;王偉雄;王新華;王東輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州市特種機(jī)電設(shè)備檢測(cè)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/88
• 分類號(hào): G01N21/88
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 朱海江

1.一種起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

A對(duì)被測(cè)起重機(jī)進(jìn)行有限元建模分析，計(jì)算獲取起重機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中點(diǎn)；

B根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)點(diǎn)優(yōu)化，確定傳感器數(shù)量和傳感器類型，并確定光纖光柵傳感器布置位置；

C將光纖光柵傳感器進(jìn)行組網(wǎng)，并將傳感器信號(hào)連接到光纖光柵解調(diào)儀，光纖光柵解調(diào)儀通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元DTU將封裝好的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程中央服務(wù)器；

D對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)起重機(jī)實(shí)時(shí)工況、應(yīng)力、溫度信號(hào)進(jìn)行分析；

E將數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較判斷是否發(fā)送起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)安全預(yù)警或危險(xiǎn)報(bào)警信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述有限元建模分析是根據(jù)被測(cè)起重機(jī)的維保記錄、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)圖紙、動(dòng)力學(xué)分析和靜力學(xué)分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟C中：

所述傳感器信號(hào)為：實(shí)時(shí)采集的起重機(jī)主金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和溫度結(jié)構(gòu)健康參數(shù)的光信號(hào)；

所述光纖光柵解調(diào)儀將結(jié)構(gòu)健康參數(shù)的光信號(hào)解調(diào)成電信號(hào)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟D中接收到的數(shù)據(jù)是通過(guò)業(yè)務(wù)平臺(tái)軟件系統(tǒng)進(jìn)行采集，并通過(guò)光纖光柵溫度傳感器的一次線性擬合公式進(jìn)行數(shù)據(jù)二次處理計(jì)算。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述光纖光柵溫度傳感器的一次線性擬合公式為：

T＝M(λ-λ₀)+T₀????（1）

式中，M（℃/nm）為溫度系數(shù)，λ（nm）為光波當(dāng)前波長(zhǎng)，λ₀一般取T₀=0℃的波長(zhǎng)，溫度傳感器在T₀溫度下的波長(zhǎng)為λ；

因載荷變化引起的應(yīng)變計(jì)算公式如下：

ξ＝N(λ₁-λ₀)+B(λ_t1-λ_t0)-α□ΔT????（2）

N為應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變系數(shù)(μξ/nm)；B為傳感器修正系數(shù)(μξ/nm)；λ₁為應(yīng)變光纖當(dāng)前的波長(zhǎng)值(nm)；λ₀為應(yīng)變光纖初始的波長(zhǎng)值(nm)；λ_t1為溫補(bǔ)光纖當(dāng)前的波長(zhǎng)值(nm)；λ_t0為溫補(bǔ)光纖初始的波長(zhǎng)值(nm)；α(μξ/℃)為被測(cè)物體熱膨脹系數(shù)ΔT=100×(λ_t1-λ_t0)，單位取℃。