水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统及闸门安全评价方法技术方案

本发明专利技术属于在线监测技术领域，提供了一种水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统及闸门安全评价方法，其中，实时在线监测系统包括边缘计算PC、与所述边缘计算PC通信的数据采集箱，以及通过信号线缆与所述数据采集箱通信的传感器监测模块；所述传感器监测模块包括闸门应力监测模块、闸门流激振动监测模块、闸门运行姿态监测模块、电流监测模块、转速监测模块、启闭机振动监测模块、启闭机机架应力监测模块和钢丝绳断丝监测模块。本发明专利技术不仅监测覆盖范围广，而且根据设备的运行特点，各测点的布置更科学合理，相较于现有技术而言，本发明专利技术监测更全面、监测数据更精确，为全面评估闸门运行安全提供了有力的数据支撑。的数据支撑。的数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统及闸门安全评价方法


[0001]本专利技术属于在线监测
，具体的说，是涉及一种水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统及闸门安全评价方法。

技术介绍

[0002]平面定轮闸门是一种闸门边梁上装设定轮作为支承行走部件的平面闸门；平面定轮闸门在水利水电工程中应用十分广泛，例如：工作闸门、事故闸门等。
[0003]平面定轮闸门的运行安全至关重要，因此，需要对平面定轮闸门进行监测，现有技术中，针对平面定轮闸门的监测主要有两种方案：方案一采用人工定检或巡检，其存在效率低、监测准确率差等不足，已经逐渐被淘汰；方案二是通过传感器对平面定轮闸门进行实时的在线监测，其监测主要针对平面定轮闸门的应力监测、振动监测，已经启闭机的运行监测，该方案主要存在以下不足：(1)监测范围窄、测点布置不科学，无法全面评估平面定轮闸门的运行安全；(2)行业内对于闸门综合振动频率、振动位移、振动特征的闸门安全评价仍然处于空白。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，以解决现有技术所存在监测范围窄、单吊点和双吊点闸门监测点布置没有相区别、对于闸门综合振动频率、振动位移、振动特征的闸门安全评价仍然处于空白的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]一种水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，包括边缘计算PC、与所述边缘计算PC通信的数据采集箱，以及通过信号线缆与所述数据采集箱通信的传感器监测模块；所述传感器监测模块包括闸门应力监测模块、闸门流激振动监测模块、闸门运行姿态监测模块、电流监测模块、转速监测模块、启闭机振动监测模块、启闭机机架应力监测模块和钢丝绳断丝监测模块。
[0007]进一步的，还包括用于所述信号线缆收放的线缆收放装置。
[0008]进一步的，当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述闸门应力监测模块包括主梁后翼缘跨中、横向布置的双吊点第一应力传感器、双吊点第二应力传感器、双吊点第三应力传感器和双吊点第四应力传感器，主梁上部梁格面板跨中、横向布置的双吊点第五应力传感器，以及主梁上部梁格面板跨中、纵向布置的双吊点第六应力传感器；
[0009]当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述闸门应力监测模块包括主梁后翼缘跨中、横向布置的单吊点第一应力传感器、单吊点第二应力传感器，主梁上部梁格面板跨中、横向布置的单吊点第三应力传感器和单吊点第五应力传感器，主梁上部梁格面板跨中、纵向布置的单吊点第四应力传感器和单吊点第六应力传感器。
[0010]进一步的，当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述闸门流激振动监测模块包括布置在闸门底主梁后翼缘与左侧纵梁连接处的双吊点第一流激振动传感器，布置在闸门底主梁上部梁格面板跨中的双吊点第二流激振动传感器，布置在闸门底主梁后翼缘与右侧纵梁连接处的双吊点第三流激振动传感器，顶主梁后翼缘与左侧纵梁连接处的双吊点第四流激振动传感器，布置在顶主梁下部梁格面板跨中的双吊点第五流激振动传感器，布置在顶主梁后翼缘与右侧纵梁连接处的双吊点第六流激振动传感器；
[0011]当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述闸门流激振动监测模块包括布置在底主梁后翼缘与左侧纵梁连接处的单吊点第一流激振动传感器、布置在底主梁上部梁格面板跨中的单吊点第二流激振动传感器、布置在闸门底主梁后翼缘与右侧纵梁连接处的单吊点第三流激振动传感器、布置在顶主梁后翼缘与左侧纵梁连接处的单吊点第四流激振动传感器、布置在顶主梁下部梁格面板跨中的单吊点第五流激振动传感器、布置在顶主梁后翼缘与右侧纵梁连接处的单吊点第六流激振动传感器。
[0012]进一步的，当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述闸门运行姿态监测模块包括布置在顶节闸门顶主梁腹板跨中的双吊点倾角传感器；
[0013]当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述闸门运行姿态监测模块包括布置在顶节闸门顶主梁腹板跨中的单吊点倾角传感器。
[0014]进一步的，所述电流监测模块包括布置在启闭机控制柜电动机端子输出端的电流传感器；所述转速监测模块包括布置在电动机轴端的转速传感器；所述钢丝绳断丝监测模块包括布置在卷筒两侧钢丝绳处的钢丝绳断丝传感器。
[0015]进一步的，当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述启闭机机架应力监测模块包括布置在左吊点左侧机架主梁上翼缘跨中、横向布置的双吊点应力传感器I，布置在左吊点右侧机架主梁上翼缘跨中、横向布置的双吊点应力传感器II，布置在右吊点左侧机架主梁上翼缘跨中、横向布置的双吊点应力传感器III，布置在右吊点右侧机架主梁上翼缘跨中、横向布置的双吊点应力传感器IV；
[0016]当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述启闭机机架应力监测模块包括布置在机架主梁上翼缘跨中、横向布置的单吊点应力传感器I，布置在机架主梁下翼缘跨中、横向布置的单吊点应力传感器II。
[0017]进一步的，当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述启闭机振动监测模块包括左吊点电动机固定端、水平布置的双吊点振动传感器，左吊点电动机固定端、垂直布置的双吊点振动传感器，左吊点减速器高速端轴承座、水平布置的双吊点振动传感器，左吊点减速器高速端轴承座、垂直布置的双吊点振动传感器，左吊点减速器低速端轴承座、水平布置的双吊点振动传感器，左吊点减速器低速端轴承座、垂直布置的双吊点振动传感器，左吊点卷筒轴承座、水平布置的双吊点振动传感器，左吊点卷筒轴承座、垂直布置的双吊点振动传感器，右吊点电动机固定端、水平布置的双吊点振动传感器，右吊点电动机固定端、垂直布置的双吊点振动传感器，右吊点减速器高速端轴承座、水平布置的双吊点振动传感器，右吊点减速器高速端轴承座、垂直布置的双吊点振动传感器，右吊点减速器低速端轴承座、水平布置的双吊点振动传感器，右吊点减速器低速端轴承座、垂直布置的双吊点振动传感器，右吊点卷筒轴承座、水平布置的双吊点振动传感器，右吊点卷筒轴承座、垂直布置的双吊点振动传感器；
[0018]当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述启闭机振动监测模块包括电动机固定端、水平布置的单吊点振动传感器，电动机固定端、垂直布置的单吊点振动传感器，减速器高速端轴承座、水平布置的单吊点振动传感器，减速器高速端轴承座、垂直布置的单吊点振动传感器，减速器低速端轴承座、水平布置的单吊点振动传感器，减速器低速端轴承座、垂直布置的单吊点振动传感器，卷筒轴承座、水平布置的单吊点振动传感器，卷筒轴承座、垂直布置的单吊点振动传感器。
[0019]本专利技术还提供了应用如上所述的水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统的闸门安全评价方法，包括：
[0020](1)闸门振动特征评价
[0021]首先，通过智能型激振装置的激励扫频测试，得到闸门的谐振频率，并确定闸门实际启闭工况条件下的振动频率预警、报警阈值；
[0022]其次，闸门启闭过程中，根据其在实际水位条件下，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，其特征在于，包括边缘计算PC、与所述边缘计算PC通信的数据采集箱，以及通过信号线缆与所述数据采集箱通信的传感器监测模块；所述传感器监测模块包括闸门应力监测模块、闸门流激振动监测模块、闸门运行姿态监测模块、电流监测模块、转速监测模块、启闭机振动监测模块、启闭机机架应力监测模块和钢丝绳断丝监测模块。2.根据权利要求1所述的水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，其特征在于，还包括用于所述信号线缆收放的线缆收放装置。3.根据权利要求2所述的水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，其特征在于：当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述闸门应力监测模块包括主梁后翼缘跨中、横向布置的双吊点第一应力传感器(21)、双吊点第二应力传感器(22)、双吊点第三应力传感器(23)和双吊点第四应力传感器(24)，主梁上部梁格面板跨中、横向布置的双吊点第五应力传感器(25)，以及主梁上部梁格面板跨中、纵向布置的双吊点第六应力传感器(26)；当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述闸门应力监测模块包括主梁后翼缘跨中、横向布置的单吊点第一应力传感器(11)、单吊点第二应力传感器(12)，主梁上部梁格面板跨中、横向布置的单吊点第三应力传感器(13)和单吊点第五应力传感器(15)，主梁上部梁格面板跨中、纵向布置的单吊点第四应力传感器(14)和单吊点第六应力传感器(16)。4.根据权利要求3所述的水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，其特征在于：当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述闸门流激振动监测模块包括布置在闸门底主梁后翼缘与左侧纵梁连接处的双吊点第一流激振动传感器(41)，布置在闸门底主梁上部梁格面板跨中的双吊点第二流激振动传感器(42)，布置在闸门底主梁后翼缘与右侧纵梁连接处的双吊点第三流激振动传感器(43)，布置在顶主梁后翼缘与左侧纵梁连接处的双吊点第四流激振动传感器(44)，布置在顶主梁上部梁格面板跨中的双吊点第五流激振动传感器(45)，布置在顶主梁后翼缘与右侧纵梁连接处的双吊点第六流激振动传感器(46)；当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述闸门流激振动监测模块包括布置在底主梁后翼缘与左侧纵梁连接处的单吊点第一流激振动传感器(31)、布置在底主梁上部梁格面板跨中的单吊点第二流激振动传感器(32)、布置在闸门底主梁后翼缘与右侧纵梁连接处的单吊点第三流激振动传感器(33)、布置在顶主梁后翼缘与左侧纵梁连接处的单吊点第四流激振动传感器(34)、布置在顶主梁下部梁格面板跨中的单吊点第五流激振动传感器(35)、布置在顶主梁后翼缘与右侧纵梁连接处的单吊点第六流激振动传感器(36)。5.根据权利要求4所述的水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，其特征在于：当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述闸门运行姿态监测模块包括布置在顶节闸门顶主梁腹板跨中的双吊点倾角传感器(52)；当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述闸门运行姿态监测模块包括布置在顶节闸门顶主梁腹板跨中的单吊点倾角传感器(51)。6.根据权利要求5所述的水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，其特征在于，所述电流监测模块包括布置在启闭机控制柜电动机端子输出端
的电流传感器；所述转速监测模块包括布置在电动机轴端的转速传感器(7)；所述钢丝绳断丝监测模块包括布置在卷筒两侧钢丝绳处的钢丝绳断丝传感器(10)。7.根据权利要求6所述的水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，其特征在于：当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述启闭机机架应力监测模块包括布置在左吊点左侧机架主梁上翼缘跨中、横向布置的双吊点应力传感器I(81)，布置在左吊点右侧机架主梁上翼缘跨中、横向布置的双吊点应力传感器II(82)，布置在右吊点左侧机架主梁上翼缘跨中、横向布置的双吊点应力传感器III(83)，布置在右吊点右侧机架主梁上翼缘跨中、横向布置的双吊点应力传感器IV(84)；当平面定轮闸门为单吊点闸门时，所述启闭机机架应力监测模块包括布置在机架主梁上翼缘跨中、横向布置的单吊点应力传感器I(91)，布置在机架主梁下翼缘跨中、横向布置的单吊点应力传感器II(92)。8.根据权利要求7所述的水利水电工程固定卷扬式启闭机启闭的平面定轮闸门实时在线监测系统，其特征在于：当平面定轮闸门为双吊点闸门时，所述启闭机振动监测模块包括左吊点电动机固定端、水平布置的双吊点振动传感器(100)，左吊点电动机固定端、垂直布置的双吊点振动传感器(100)，左吊点减速器高速端轴承座、水平布置的双吊点振动传感器(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：管宪伟，梅燕，梁巍，刘鹏鹏，周俊亮，肖朔，朱坤，王政尧，郑明耀，陈海伦，陈明瀚，王宇航，周文辉，张楠，
申请(专利权)人：中水淮河规划设计研究有限公司，
类型：发明
国别省市：