一种泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法技术

本发明专利技术涉及在线监测与故障诊断技术，具体涉及一种泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法，通过数据采集与数据分析分阶段、分层次的判断泄洪闸门本体机械结构的健康状态诊断结果；将闸门分为门页、支臂、支绞来进行层次性监测与健康状态诊断；根据安装在闸门不同部位的应力传感器得到闸门在运行和静止状态时的应力数值，采用阈值方法对实时应力值进行判断，组合得到门页、支臂和支绞的健康状态，对门页、支臂和支绞的健康状态进行综合得到整个闸门本体结构的健康状态；当闸门结构出现非健康状态的时候，给出故障警告和报警，然后根据非健康状态的具体情况判断故障可能出现的位置，并给出维修参考意见。该方法可监测与诊断泄洪闸门的健康状态。

【技术实现步骤摘要】
一种泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法
本专利技术属于在线监测与故障诊断
，尤其涉及一种泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法。
技术介绍
泄洪闸门是水电厂的重要部件，关系着蓄水水库的安全问题。传统的泄洪闸门机械健康完全依靠运行管理人员的经验以及定期的维修保养来确定。但是由于泄洪闸门位置和作用的特殊性，闸门的开启和关闭具有周期长，频率低的特点，完全依靠人工巡检和观察具有成本高，准确度低的特点。因此，提出新的泄洪闸门机械结构监测与状态诊断技术具有十分重要的意义。目前，一般的泄洪闸门机械结构通常只是进行监测，而不进行状态诊断和健康判断。对于这种监测，只能得到闸门的运行显示，而无法对其运行的健康状态以及所处的阶段进行准确的判断。传统泄洪闸门机械结构状态监测与故障诊断方法缺少，诊断准确度过低，诊断内容缺少，无法完整、准确、全方位的对弧形泄洪闸门的本体机械结构进行综合性的状态诊断和评估。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种根据闸门的不同结构，采用分区域、分阶段的诊断不同位置的健康状态，将不同位置的健康状态组合得到不同部件的健康状态，进一步将不同部件的健康状态进行组合得到整个闸门本体机械结构的健康状态诊断结果的方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法，通过数据采集与数据分析分阶段、分层次的判断泄洪闸门本体机械结构的健康状态诊断结果；包括：将闸门分为门页、支臂、支绞来进行层次性监测与健康状态诊断；首先根据安装在闸门不同部位的应力传感器得到闸门在运行和静止状态时的应力数值，采用阈值方法对实时应力值进行判断，组合得到门页、支臂和支绞的健康状态，对门页、支臂和支绞的健康状态进行综合得到整个闸门本体结构的健康状态；当闸门结构出现非健康状态的时候，给出故障警告和报警提示，然后根据非健康状态的具体情况判断故障可能出现的位置，并给出维修参考意见。在上述的泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法中，所述泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法的具体实现包括：将门页划分为左、中、右门页，支臂划分为左、右支臂，支绞划分为左、右支绞；步骤1、通过左、中、右门页上安装的应变力传感器所监测的数据判断门页机械结构的健康状态；步骤2、通过左支臂上安装的应变力传感器所监测的数据判断左支臂机械结构的健康状态；步骤3、通过右支臂上安装的应变力传感器所监测的数据判断右支臂机械结构的健康状态；步骤4、通过左支绞上安装的锚索计所监测数据判断左支绞的健康状态；步骤5、通过右支绞上安装的锚索计所监测数据判断右支绞的健康状态；步骤6、综合门页、支臂、支绞的健康状态判断，得到泄洪闸门整体机械结构的健康状态诊断结果。在上述的泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法中，所述判断门页机械结构的健康状态包括：根据门页不同位置，设定对应应力传感器的判断阈值，将实际值与阈值进行比较，判断实际值是否超过阈值，超过则对应的判断结果为1，否则为0；具体步骤如下：步骤1.1、右门页上安装有第一、第二、第三应力传感器，第一、第三应力传感器位于水平方向的同一条直线上，第二应力传感器安装于该水平直线右侧靠近第三应力传感器处；根据第一、第二、第三应力传感器阈值判断结果中1和0的组合关系，得到右门页的间接健康状态诊断结果；步骤1.2、左门页上安装有第四、第五、第六应力传感器，第四、第六应力传感器位于水平方向的同一条直线上，第五应力传感器安装于该水平直线的左侧靠近第六应力传感器处；且第四应力传感器与第一应力传感器位于竖直方向的同一条直线上，第五应力传感器与第二应力传感器位于竖直方向的同一条直线上；根据第四、第五、第六应力传感器阈值判断结果中1和0的组合关系，得到左门页的间接健康状态诊断结果；步骤1.3、中门页上安装有第七、第八应力传感器，第七、第八应力传感器安装于水平方向的同一条直线上；且第七应力传感器位于第一、第四应力传感器所在竖直方向的直线上，第八应力传感器位于第三、第六应力传感器所在竖直方向的直线上；根据第七、第八应力传感器阈值判断结果中1和0的组合关系，得到中门页的间接健康状态诊断结果；步骤1.4、将右门页、左门页、中门页的健康状态诊断结果进行组合，得到门页机械结构的健康状态诊断结果。在上述的泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法中，所述判断左、右支臂机械结构的健康状态包括：根据支臂不同位置，设定对应应力传感器的判断阈值，将实际值与阈值进行比较，判断实际值是否超过阈值，超过则对应的判断结果为1，否则为0；具体步骤如下：步骤2.1、右支臂两两对称间隔安装有第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四应力传感器，根据三个应力阈值判断结果中1和0的组合关系得到左支臂的健康状态诊断结果；步骤2.2、左支臂两两对称间隔安装有第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十应力传感器，根据三个应力阈值判断结果中1和0的组合关系得到左支臂的健康状态诊断结果。在上述的泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法中，所述判断左、右支绞机械结构的健康状态包括：右、左支绞上分别安装有第一锚索计和第二锚索计，每个锚索计有3路测量结果输出，通过6路锚索计信号的阈值判断得到左、右支绞的健康状态诊断结果；步骤如下：步骤3.1、根据右支绞上第一锚索计输出的3路信号，将实际值与阈值进行比较，判断实际值是否超过阈值，超过则对应的判断结果为1，否则为0；步骤3.2、根据右支绞上第一锚索计输出的第一、第二、第三路信号，通过三个应力阈值判断结果中1和0的组合关系得到右支绞的健康状态诊断结果；步骤3.3、根据左支绞上第二锚索计输出的3路信号，将实际值与阈值进行比较，判断实际值是否超过阈值，超过则对应的判断结果为1，否则为0；步骤3.4、根据左支绞上第二锚索计输出的第四、第五、第六路信号，通过三个应力阈值判断结果中1和0的组合关系得到左支绞的健康状态诊断结果。本专利技术的有益效果：实现了根据闸门的不同结构，采用分区域、分阶段的诊断不同位置的健康状态，将不同位置的健康状态组合得到不同部件的健康状态，进一步将不同部件的健康状态进行组合得到整个闸门本体机械结构的健康状态诊断结果。当闸门诊断结果为某一个部件的某一个或几个位置显示非健康状态时，可以指导运行人员有针对性的进行实地检查和进行维修。为闸门的本体运行监测以及闸门故障维修处理提供有效的指导性意见。附图说明图1为本专利技术一个实施例所涉及的泄洪闸门结构监测与健康状态诊断方法流程图；图2为本专利技术一个实施例泄洪闸门俯视结构图以及支臂上的应力传感器安装位置、支绞上锚索计安装位置示意图；其中：1-门页、2-第九应力传感器、3-第十应力传感器、4-右支臂、5-第十一应力传感器、6-第十二应力传感器、7-第十三应力传感器、8-第十四应力传感器、9-右支绞及第一锚索计、10-第十五应力传感器、11-第十六应力传感器、12-左支臂、13-第十七应力传感器、14-第十八应力传感器、15-第十九应力传感器、16-第二十应力传感器、17表示左支绞及第二锚索计；图3为本专利技术一个实施例泄洪闸门侧视结构图以及门页上的应力传感器安装位置示意图；其中：1-门页、2＇-第一应力传感器、3＇-第二应力传感器、4＇-第三应力传感器、5＇-第四应力传感器、6＇-第五应力传感器、7＇-第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法，其特征是，通过数据采集与数据分析分阶段、分层次的判断泄洪闸门本体机械结构的健康状态诊断结果；包括：将闸门分为门页、支臂、支绞来进行层次性监测与健康状态诊断；首先根据安装在闸门不同部位的应力传感器得到闸门在运行和静止状态时的应力数值，采用阈值方法对实时应力值进行判断，组合得到门页、支臂和支绞的健康状态，对门页、支臂和支绞的健康状态进行综合得到整个闸门本体结构的健康状态；当闸门结构出现非健康状态的时候，给出故障警告和报警提示，然后根据非健康状态的具体情况判断故障可能出现的位置，并给出维修参考意见。

【技术特征摘要】
1.一种泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法，其特征是，通过数据采集与数据分析分阶段、分层次的判断泄洪闸门本体机械结构的健康状态诊断结果；包括：将闸门分为门页、支臂、支绞来进行层次性监测与健康状态诊断；首先根据安装在闸门不同部位的应力传感器得到闸门在运行和静止状态时的应力数值，采用阈值方法对实时应力值进行判断，组合得到门页、支臂和支绞的健康状态，对门页、支臂和支绞的健康状态进行综合得到整个闸门本体结构的健康状态；当闸门结构出现非健康状态的时候，给出故障警告和报警提示，然后根据非健康状态的具体情况判断故障可能出现的位置，并给出维修参考意见。2.如权利要求1所述的泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法，其特征是，所述泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法的具体实现包括：将门页划分为左、中、右门页，支臂划分为左、右支臂，支绞划分为左、右支绞；步骤1、通过左、中、右门页上安装的应变力传感器所监测的数据判断门页机械结构的健康状态；步骤2、通过左支臂上安装的应变力传感器所监测的数据判断左支臂机械结构的健康状态；步骤3、通过右支臂上安装的应变力传感器所监测的数据判断右支臂机械结构的健康状态；步骤4、通过左支绞上安装的锚索计所监测数据判断左支绞的健康状态；步骤5、通过右支绞上安装的锚索计所监测数据判断右支绞的健康状态；步骤6、综合门页、支臂、支绞的健康状态判断，得到泄洪闸门整体机械结构的健康状态诊断结果。3.如权利要求1所述的泄洪闸门机械结构监测与健康状态诊断方法，其特征是，所述判断门页机械结构的健康状态包括：根据门页不同位置，设定对应应力传感器的判断阈值，将实际值与阈值进行比较，判断实际值是否超过阈值，超过则对应的判断结果为1，否则为0；具体步骤如下：步骤1.1、右门页上安装有第一、第二、第三应力传感器，第一、第三应力传感器位于水平方向的同一条直线上，第二应力传感器安装于该水平直线右侧靠近第三应力传感器处；根据第一、第二、第三应力传感器阈值判断结果中1和0的组合关系，得到右门页的间接健康状态诊断结果；步骤1.2、左门页上安装有第四、第五、第六应力传感器，第四、第六应力传感器位于水平方向的同一条直线上，第五应力传感器安装于该水平直线的左侧靠近第六应力传感器处；且第四应力传感器与第一应力传感器位于竖直方向的同一条直线上，第五应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，徐立超，丁坦，万英杰，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42