一种船闸反弧门安全状态的远程监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种船闸反弧门安全状态的远程监测系统及其工作方法，所述的系统包括振动传感器、水位传感器、角度传感器、A/D转换模块、实时采集与控制模块、嵌入式处理器模块、反弧门控制单元、远距离传输模块和数据中心。本实用新型专利技术通过振动传感器和角度传感器相结合，实时监测反弧门运行状态。工作人员可以实时了解和控制船闸反弧门液压启闭机关闭时刻、准确全关位的位置及整个反弧门在关闭过程中的状态，有效降低底止水等器件的磨损，并为反弧门机械/金属结构的故障诊断及事故成因提供关键信息，保障反弧门的高效、稳定、可靠运行。本实用新型专利技术将传感器刚性安装在反弧门侧板上，实现更精确的定位。

A remote monitoring system for the safety state of the lock's back arc gate

The utility model discloses a remote monitoring system and a working method for the safety state of the anti arc gate of a ship lock. The system comprises a vibration sensor, a water level sensor, an angle sensor, a / D conversion module, a real-time acquisition and control module, an embedded processor module, a anti arc gate control unit, a remote transmission module and a data center. The utility model combines the vibration sensor and the angle sensor to monitor the operation state of the back arc gate in real time. The staff can know and control the closing time of the hydraulic headstock gear of the reverse arc gate of the lock in real time, the accurate position of the full closing position and the status of the whole reverse arc gate in the closing process, effectively reduce the wear of the bottom water stop and other devices, and provide key information for the fault diagnosis and cause of the fault of the mechanical / metal structure of the reverse arc gate, so as to ensure the efficient, stable and reliable operation of the reverse arc gate. The sensor of the utility model is rigidly installed on the side plate of the back arc door to realize more accurate positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种船闸反弧门安全状态的远程监测系统
本技术涉及水下金属结构物健康状态监测
，特别涉及一种船闸反弧门运行状态在线监测系统。
技术介绍
船闸反弧门长期在深水环境下工作，其底止水板与设置在底坎埋件上的橡胶或钢止水板之间的密封主要靠反弧门体的重力以及水压的共同作用实现。传统模式下，控制反弧门启闭的液压拉杆上设有位移定标，在操作反弧门启闭的过程中主要是根据位移定标的读数来约束液压拉杆的行程，从而控制反弧门启闭的程度。受反弧门自身重力、高水头水压以及季节性水位变化等因素的影响，采用传统方法实现反弧门的精确全关(即反弧门的关闭位置处于全关位)是比较困难的。在实际操作过程中，由于无法精确控制反弧门的关闭位置而产生的止水不严或闭合过冲的现象时有发生。若反弧门闭合不到位，会使反弧门由于止水不严而发生泄漏；若反弧门闭合过冲，就会对底坎埋件逐步造成破坏性损伤从而导致泄漏。在高水头水压持续作用下，泄漏会令反弧门产生额外的有害振动，若振动过大可能会造成反弧门轴枢断裂等重大损伤，从而产生巨大的事故隐患。反弧门一旦发生事故，不但会严重影响通航安全，而且会造成恶劣的社会影响和重大的经济损失。因此，在关闭船闸反弧门的过程中，应用水下金属结构物(这里是指像反弧门等由金属材料制成的刚性结构物)健康状态监测技术高精度、更准确地判定门体的位置，对确保反弧门的健康工作状态以及提升其运行可靠性都具有重要现实意义。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本技术要设计一种可以实现高精度、更准确地判定门体的位置的船闸反弧门安全状态的远程监测系统。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种船闸反弧门安全状态的远程监测系统，包括振动传感器、水位传感器、角度传感器、A/D转换模块、实时采集与控制模块、嵌入式处理器模块、反弧门控制单元、远距离传输模块和数据中心；所述的振动传感器和水位传感器分别经A/D转换模块与实时采集与控制模块连接，所述的角度传感器与实时采集与控制模块连接；所述的实时采集与控制模块分别与嵌入式处理器模块和反弧门控制单元连接；所述嵌入式处理器模块经远距离传输模块与数据中心连接；所述的角度传感器安装在反弧门上，在角度传感器旁安装振动传感器；所述的振动传感器用于监测反弧门门体振动信息；所述的水位传感器用于监测反弧门门体运行过程中的水压信息；所述的角度传感器用于监测反弧门在运行过程中的角度信息；所述的A/D转换模块由A/D转换模块A和A/D转换模块B组成。A/D转换模块A用于将振动传感器输出的模拟信号转换为数字信号，A/D转换模块B用于将水位传感器输出的模拟信号转换为数字信号；所述的实时采集与控制模块接收角度传感器和A/D转换模块传输来的数字信息，并将数字信息传输给嵌入式处理器模块；所述的数字信息包括实时的角度信息、振动信息及水压信息；当实时采集与控制模块接收到嵌入式处理器模块反馈回的反弧门液压启闭机关闭信号时，立即向反弧门控制单元发送控制信号，控制反弧门液压启闭机关闭；所述的嵌入式处理器模块根据接收到的数字信息，确定反弧门液压启闭机关闭时的角度，并反馈给实时采集与控制模块；待接收到的实时采集角度稳定后，嵌入式处理器模块确定采集角度值为反弧门全关位的角度是否在标准角度的范围内；如是，嵌入式处理器模块计算反弧门液压启闭机关闭后反弧门的惯性缓冲落差，将惯性缓冲落差和接收到的数字信息一并发送到远距离传输模块；否则，嵌入式处理器模块立刻向数据中心发送预警信号；所述的角度稳定是指角度的测量值仅在千分位上波动。所述的反弧门控制单元在接收到实时采集与控制模块发出的反弧门液压启闭机控制信号后，立刻关闭反弧门液压启闭机；所述的远距离传输模块将接收到的嵌入式处理器模块发送来的所有信息，以并行的方式传输到数据中心；所述的数据中心将接收到的远距离传输模块发送来的数据实时显示并存储；当数据中心接收到嵌入式处理器模块发送的预警信号时，立即弹出提示窗口发出预警。与现有技术相比，本技术的优点在于：1、本技术通过振动传感器和角度传感器相结合，实时监测反弧门运行状态。工作人员可以实时了解和控制船闸反弧门液压启闭机关闭时刻、准确全关位的位置及整个反弧门在关闭过程中的状态，有效降低底止水等器件的磨损，并为反弧门机械/金属结构的故障诊断及事故成因提供关键信息，保障反弧门的高效、稳定、可靠运行。2、本技术将传感器刚性安装在反弧门侧板(但不仅限于反弧门侧板，可安装于反弧门门体的任意位置)上，属于直接定位。相较于传统的液压拉杆标定位置间接定位，本技术的方法无论液压拉杆是否发生磨损、与吊耳之间间隙多大，均能准确监测反弧门的实际运行位置(反弧门是刚性结构，将角度传感器安装于反弧门门体上，构成了一个刚性整体。而传统方法均是将传感器等安装于拉杆上，但实际上拉杆与反弧门之间不构成刚性结构，一方面拉杆本身会有磨损造成误差，另一方面拉杆与反弧门之间通过吊耳连接，不是完全焊接在一起，本身也存在误差)，有效避免了由于反弧门长期的频繁启闭导致的反弧门传动链磨损等外界因素给反弧门位置定位带来的干扰，实现更精确的定位。附图说明本技术共有附图2幅，其中：图1为船闸反弧门安全状态监测系统的框架图。图2为反弧门惯性缓冲落差的分析示意图。1、振动传感器，2、水位传感器，3、角度传感器，4、A/D转换模块，5、实时采集与控制模块，6、嵌入式处理器模块，7、反弧门控制单元，8、远距离传输模块，9、数据中心。具体实施方式以下将结合附图，对本技术的优选实施例进行详细的描述：应当理解，优选实施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。如图1-2所示，一种船闸反弧门安全状态的远程监测系统，包括振动传感器1、水位传感器2、角度传感器3、A/D转换模块4、实时采集与控制模块5、嵌入式处理器模块6、反弧门控制单元7、远距离传输模块8和数据中心9；所述的振动传感器1和水位传感器2分别经A/D转换模块4与实时采集与控制模块5连接，所述的角度传感器3与实时采集与控制模块5连接；所述的实时采集与控制模块5分别与嵌入式处理器模块6和反弧门控制单元7连接；所述嵌入式处理器模块6经远距离传输模块8与数据中心9连接；所述的角度传感器3安装在反弧门上，在角度传感器3旁安装振动传感器2；所述的振动传感器1用于监测反弧门门体振动信息；所述的水位传感器2用于监测反弧门门体运行过程中的水压信息；所述的角度传感器3用于监测反弧门在运行过程中的角度信息；所述的A/D转换模块4由A/D转换模块A和A/D转换模块B组成。A/D转换模块A用于将振动传感器1输出的模拟信号转换为数字信号，A/D转换模块B用于将水位传感器2输出的模拟信号转换为数字信号；所述的实时采集与控制模块5接收角度传感器3和A/D转换模块4传输来的数字信息，并将数字信息传输给嵌入式处理器模块6；所述的数字信息包括实时的角度信息、振动信息及水压信息；当实时采集与控制模块5接收到嵌入式处理器模块6反馈回的反弧门液压启闭机关闭信号时，立即向反弧门控制单元7发送控制信号，控制反弧门液压启闭机关闭；所述的嵌入式处理器模块6根据接收到的数字信息，确定反弧门液压启闭机关闭时的角度，并反馈给实时采集与控制模块5；待接收到的实时采集角度稳定后，嵌入式处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船闸反弧门安全状态的远程监测系统，其特征在于：包括振动传感器(1)、水位传感器(2)、角度传感器(3)、A/D转换模块(4)、实时采集与控制模块(5)、嵌入式处理器模块(6)、反弧门控制单元(7)、远距离传输模块(8)和数据中心(9)；所述的振动传感器(1)和水位传感器(2)分别经A/D转换模块(4)与实时采集与控制模块(5)连接，所述的角度传感器(3)与实时采集与控制模块(5)连接；所述的实时采集与控制模块(5)分别与嵌入式处理器模块(6)和反弧门控制单元(7)连接；所述嵌入式处理器模块(6)经远距离传输模块(8)与数据中心(9)连接；所述的角度传感器(3)安装在反弧门上，在角度传感器(3)旁安装振动传感器(1)。

【技术特征摘要】
1.一种船闸反弧门安全状态的远程监测系统，其特征在于：包括振动传感器(1)、水位传感器(2)、角度传感器(3)、A/D转换模块(4)、实时采集与控制模块(5)、嵌入式处理器模块(6)、反弧门控制单元(7)、远距离传输模块(8)和数据中心(9)；所述的振动传感器(1)和水位传感器(2)分别经A/D转换模块(4)与实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌旭，李诤，闫家玉，熊木地，王莹，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21