[實用新型]一種水電站水工工作閘門在線監測裝置

有效

• 申請號: 201920030653.2
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN209086746U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 代紅波;劉涵;許后磊;余俊陽;馬仁超
• 申請（專利權）人: 中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01D21/02;G08C23/06
• 代理公司: 昆明祥和知識產權代理有限公司 53114
• 代理人: 和琳

本實用新型公開了一種水電站水工工作閘門在線監測裝置，所述裝置包括光耦合器、光環形器、SLED光源模塊、光纖光柵解調模塊、電源模塊、以太網通信模塊、控制器模塊以及焊接在水工閘門金屬結構設備上的FBG應變傳感器、FBG加速度傳感器、FBG傾角傳感器；FBG傳感器與光環形器連接；SLED光源模塊與光耦合器連接；控制器模塊與SLED光源模塊、光纖光柵解調模塊、電源模塊、以太網通信模塊連接；電源模塊為其他模塊提供所需要的穩定電源電壓。本實用新型利用光纖光柵抗傳感器干擾能力強的特點，可以準確獲取閘門的應力、振動、傾角信息，通過光纖網絡傳送至監控終端，智能化記錄和分析閘門的受力和振動特點，提高了閘門狀態監控的自動化水平。

技術領域

本實用新型涉及水工金屬結構設備在線監測技術，具體地說涉及一種水電站水工工作閘門在線監測裝置。

背景技術

我國水力資源豐富，建成和在建的水利水電工程眾多，水利水電工程中水工閘門的數量巨大，特別是深孔、動水啟閉的工作閘門很多，這對于閘門本身的壽命是不利的。閘門的工作環境往往是在水中、曝曬或者濕熱交替等惡劣環境中，其中的金屬結構很容易被腐蝕，影響到閘門和水利工程的使用壽命。

閘門的安全對水利工程安全的影響非常大，但目前大部分情況下，我國水利水電工程工作閘門運行管理自動化程度不高，主要維護方法是通過定期組織人力巡查，通過外目測和有無異響來人為判斷，無法進行定量指標的標定和檢查，該方法依賴于檢查人員的工作經驗，效率和質量均都比較低下，存在誤判的風險。同時水工閘門存在維護滯后、智能化程度低、安全風險大等特點，隨著運行年限的增長，發生故障的可能性也越來越大，造成的潛在經濟損失和安全風險也越來越大。

為了克服以上缺陷，現有技術的方法是在閘門金屬結構上敷設應變片來測量閘門的應力。但該種方法需要在閘門敷設比較長的電纜，從而將應變片的測量數據傳遞至數據采集終端，這種方式抗干擾能力差，并且每個應變片都需要敷設電纜，布線比較復雜。

因此有必要建立一套閘門在線監測系統及監測方法，通過對實時采集的閘門等水工金屬結構數據進行實時分析，對出現的風險進行預警，同時為水工閘門提供合理的檢修維護周期，以實現水工金屬結構的安全運行。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術存在的不足，而提供一種實時、高效、測量結果準確的水工工作閘門可視化在線監測系統，較好的解決了目前人工巡檢監測方法落后，效率低下，可靠性不高的問題。

本實用新型公開了一種水電站水工工作閘門在線監測裝置，應用于水工閘門金屬結構上，包括：若干FBG應變傳感器、若干FBG加速度傳感器、若干FBG傾角傳感器、SLED光源模塊、光耦合器、光環形器、光纖光柵解調模塊、控制器模塊、電源模塊、以太網通信模塊、監控終端，

所述FBG應變傳感器、FBG加速度傳感器、FBG傾角傳感器設于所述水工閘門金屬結構上，所述FBG應變傳感器通過同一根光纖線連接，所述FBG加速度傳感器和FBG傾角傳感器通過同一根光纖線連接；

所述SLED光源模塊與所述光耦合器耦合連接，使得光耦合器將所述SLED光源模塊發射的光源分成兩路；

所述光環形器分別與所述光耦合器、FBG應變傳感器、FBG加速度傳感器、FBG傾角傳感器、光纖光柵解調模塊連接，用于接收所述光耦合器的兩路光并將其中一路傳遞至所述FBG應變傳感器、另一路傳遞至所述FBG加速度傳感器和FBG傾角傳感器，以及接收所述FBG應變傳感器、FBG加速度傳感器和FBG傾角傳感器反射的光并將其傳遞至光纖光柵解調模塊；

控制器模塊，與所述SLED光源模塊、光纖光柵解調模塊、監控終端連接，用于控制所述SLED光源模塊發射光源、讀取所述光纖光柵解調模塊中的波長信息并將FBG應變傳感器的波長信息進行處理得到應力數據、對FBG加速度傳感器的波長信息進行處理得到振動頻率和幅值、對FBG傾角傳感器的波長信息進行處理得到傾角數據，并將所述數據傳遞至監控終端，