[實用新型]一種起重機金屬結構健康監測系統

有效

• 申請號: 201320067473.4
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN203065039U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 李向東;張志斌;黃凱;張華民
• 申請（專利權）人: 江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院
• 主分類號: B66C15/00
• 分類號: B66C15/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 劉喜蓮

技術領域

?本實用新型涉及一種結構健康監測系統，特別是一種起重機金屬結構健康監測系統。

背景技術

結構健康監測是智能結構發展的首要技術之一。結構健康監測的主要對象為復雜、危險而且造價昂貴的大型結構，作為具有危險性的特種設備,?起重機(特別是超大噸位的起重機)?金屬結構的健康監測意義重大。

在開發高效快速的港口裝卸機械狀態健康監控系統方面，發達工業國家處于主導地位，他們應用先進的計算機控制技術、智能傳感器技術、高速寬帶通信技術等，不斷推出新方案和新裝置，使由他們自主或參與的港口裝卸機械的裝卸效率和安全可靠度都有了極大的提高，整機向有機、完善、協調、適配方向發展。但也大都以巡檢為主，真正能在港口相對惡劣的條件下長期穩定在線健康監測和安全評價系統還是相對缺乏。

傳統的結構健康監測技術是通過人工目測檢查或借助于便攜式儀器測量得到的信息對起重機結構的安全狀態進行評估。傳統檢測方式的不足之處主要表現在：

(1)?檢測缺少整體性。人工檢查以單一構件為對象，只能提供局部的檢測和診斷信息，而不能提供整體全面的結構健康檢測和評估信息。

(2)?采用超聲波方法、聲發射方法和磁粉探傷方法進行結構的無損檢測,測試費用昂貴,還需要測試輔助工程(架設檢測平臺、測區表面磨光和油漆恢復等)?的費用;?

(3)?周期長，時效性差。測試人員的工作危險而且繁瑣，并且得到的數據只是我們所選取的時間點的狀況，并不能完全說明整臺設備長期以來的工作狀態。而且無法長期監測應力結構，在結構可能處于危險工作狀態的第一時間提醒工作人員進行維護。在有重大事故或嚴重結構安全隱患的情況下，不能向生產管理者提供即時信息。

(4)?傳統檢測必須在起重機停產狀況下實施,影響生產。

（5）采用應變片法需要表面處理,?測量效率低,測試過程比較復雜，測試結果受人為操作、環境等影響較大，容易受到干擾，可靠性差。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種設計合理，檢測方便的起重機金屬結構健康監測系統。

本實用新型所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的，本實用新型是一種起重機金屬結構健康監測系統，其特點是：包括CPU控制器、光纖傳感分析儀和傳感器，所述的傳感器通過光纖光柵與光纖傳感分析儀連接，所述的光纖傳感分析儀通過無線網絡與CPU控制器連接；所述的傳感器包括安裝在起重機上的光纖應變計、傾角傳感器、加速度傳感器、溫濕度計和光電式風速儀，光纖應變計分別設在起重機的前大梁上面板處、前大梁下面板處、拉桿下端與前大梁連接處、前大梁海側梯形架下、拉桿上端處、海側立柱內面板處、后拉桿中部、后拉桿下端、海側下橫梁與滑輪連接處；傾角傳感器和加速度傳感器分別安裝在起重機左大梁和右大梁上。

各種傳感器將檢測到的起重機金屬結構的主梁等部位的結構應力變化、傾角、加速度、溫度等變化數據通過光纖光柵傳輸到起重機設備控制中心的光纖傳感分析儀，由光纖傳感分析儀通過GPRS/CDMA/3G等無線網絡將實時監測數據發送到CPU控制器進行分析處理。

本實用新型不受電磁干擾，無需做雷擊防護；測試精度高且具有準確的測點空間定位能力；實時性好，系統中所有監測點的同步數據采集頻率可在毫秒級到秒級設定；系統安裝及長期使用過程中無需定標，光纖光柵本質穩定，不存在零點漂移；由于光纖光柵采用光中心波長表征物理量測量值，屬于數字量，光源的老化衰減及傳輸光纖布設、使用過程中由于彎曲、擾動而引入的光信號衰減不影響測量精度；光纖傳感分析儀無可動部件，長期使用無需標定，可靠性高。

與現有技術相比，其能準確的提供基礎檢測數據，并能有效地提供起重機維護管理的科學依據，顯著提高港口機械設備的整體管理水平，從而能夠最大限度地確保港口重大機械設備的安全運行，延長起重機等使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種控制系統框圖。

具體實施方式

以下參照附圖，進一步描述本實用新型的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進一步地理解本發明，而不構成對其權利的限制。

實施例1，參照圖1，一種起重機金屬結構健康監測系統，包括CPU控制器、光纖傳感分析儀和傳感器，所述的傳感器通過光纖光柵與光纖傳感分析儀連接，所述的光纖傳感分析儀通過無線網絡與CPU控制器連接；所述的傳感器包括安裝在起重機上的光纖應變計、傾角傳感器、加速度傳感器、溫濕度計和光電式風速儀，光纖應變計分別設在起重機的前大梁上面板處、前大梁下面板處、拉桿下端與前大梁連接處、前大梁海側梯形架下、拉桿上端處、海側立柱內面板處、后拉桿中部、后拉桿下端、海側下橫梁與滑輪連接處；傾角傳感器和加速度傳感器分別安裝在起重機左大梁和右大梁上。