本申请公开了一种船闸浮式系船柱装置、监测装置及监测方法，涉及船闸监测技术领域，包括：两根间隔设置的立柱；浮动三棱柱体，其包含中棱柱和两根侧棱柱，所述中棱柱和两根侧棱柱的底端交汇于下层系缆柱；所述连接顶板的左右两脚可滑动于两根立柱之间；浮动承台，其固定于浮动三棱柱体的底部，且浮动承台可滑动设置在两根立柱之间；线缆收放装置，其用于跟随上下浮动的浮动三棱柱体和浮动承台实时收放线缆。本申请还公开了一种包含上述浮式系船柱装置的监测装置，以及一种采用上述监测装置的监控方法，本申请的浮式系船柱装置、监测装置及监测方法，提供可靠的标定方法能够精准实时监测系缆力，并有效管理外漏线缆。并有效管理外漏线缆。并有效管理外漏线缆。
【技术实现步骤摘要】
一种船闸浮式系船柱装置、监测装置及监测方法
[0001]本申请涉及船闸监测
，具体涉及一种船闸浮式系船柱装置、监测装置及监测方法。
技术介绍
[0002]目前，大型船舶停靠主要采用船闸浮式系船柱的方式，该方式利用浮力作用使系缆设施随水位变化而上下浮动，以满足船舶的安全系缆。船闸使用过程中由于存在靠泊吨位提升、船舶超限靠泊以及船舶不规范靠泊等原因，过大系缆力超过缆绳的抗拉强度时,会导致断缆事故。另外，即便缆绳能够承受，系缆力过大产生的组合作用效应超过系船柱设计抗弯、抗剪强度时，会导致系船柱结构破坏。系缆力组合作用效应一旦超过系船柱设计值，将会带来系船柱断裂、船舶脱缆失控漂移、船闸结构损伤等严重后果，甚至还会造成船舶撞击闸门结构等次生灾害。为此，复杂系泊条件下系船柱的结构力学特性成为船闸运行过程中亟需解决的重大安全问题。
[0003]相关技术中，学术论文一《船闸浮式系船柱在线监测及预警系统研究概述》，第二十届中国海洋工程学术讨论会论文集下，针对浮式系船柱在服役过程中存在的安全问题，依托于某大型船闸工程项目，研发以浮式系船柱为监测主体对象的成套技术，并集成浮式系船柱在线监测及预警系统，致力于实现对浮式系船柱实时受荷情况的在线监测以及运行状态的安全预警，将船闸浮式系船柱的运行管理过程，从传统缆绳载荷测量手段的被动式管控模式，提升到基于在线监测和安全预警定量评价的主动式科学管理水平，实现对船闸浮式系船柱正常状态的可感知以及极端状态的可预警目标保障船闸的智慧运维。
[0004]学术论文二《系船柱结构系缆力反演机制及光纤监测方法研究》，重庆交通大学2020硕士论文，根据系船柱受力特性和现场作业特点，提出了系船柱根部五点应变测量方案，设计并优化了基于光纤光栅传感技术的系船柱结构受力状态监测方法。针对系船柱的数量及码头结构特点，提出了光纤应变传感器的组网方式及光纤链路的布置形式，构建了集数据采集、分析、存储、预警为一体的系船柱集群监测系统。
[0005]但是，论文一中的在线监测预警系统，将以前的有线、集中式应变数据采集模式，更换成无线方式，实际上无线方式需要常年累月工作时，电池无法满足要求，仍然无法避免存在设备供电等有线连接，有线连接的部分线缆随着浮式系船柱沉浮的过程中，有线的部分线缆没有进行有效管理，长期经受日晒雨淋，甚至浸泡水中。论文二中的监测方法虽然采用了光栅测量的方式，但并没有解决光栅应变测量方式在浮式系船柱的应用中涉及的标定问题。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种船闸浮式系船柱装置、监测装置及监测方法，提供可靠的标定方法能够精准实时监测系缆力，并有效管理外漏线缆。
[0007]为达到以上目的，采取的技术方案是：一种船闸浮式系船柱装置，包括：两根间隔设置的立柱；
[0008]浮动三棱柱体，其包含中棱柱和两根侧棱柱，所述中棱柱和两根侧棱柱的底端交汇于下层系缆柱，所述中棱柱的顶端设置上层系缆柱，两根侧棱柱的顶端设置连接顶板，所述上层系缆柱贯穿连接顶板；所述连接顶板的左右两脚可滑动于两根立柱之间；
[0009]浮动承台，其固定于浮动三棱柱体的底部，且浮动承台可滑动设置在两根立柱之间；
[0010]线缆收放装置，其用于跟随上下浮动的浮动三棱柱体和浮动承台实时收放线缆。
[0011]在上述技术方案的基础上，所述线缆收放装置包含：
[0012]两个间隔设置的固定基座；
[0013]固定轴，其水平跨设于两个固定基座之间；
[0014]设置于浮动三棱柱体正上方的线缆卷筒，其可转动套设于固定轴，所述线缆卷筒用于随水位上涨或下落收放线缆；所述线缆的底端连接于浮动三棱柱体上所有的需电设备。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述浮式系船柱装置还包含无极调速电机；所述无极调速电机根据水位变化带动线缆卷筒进行正转或反转，实时收放线缆。
[0016]在上述技术方案的基础上，所述浮式系船柱装置还包含通讯供电装置，所述通讯供电装置固定套设于固定轴，且紧邻线缆卷筒；
[0017]所述线缆卷筒的一侧设置左侧滑环，所述通讯供电装置的一侧设置右侧滑环，且左侧滑环和右侧滑环相邻设置；
[0018]所述左侧滑环朝向右侧滑环的一侧端面设置多圈同心圆状的铜制圆环片，所述右侧滑环朝向左侧滑环的一侧端面设置多个弹簧触点；所述弹簧触点一一接触连接铜制圆环片。
[0019]本申请还公开了一种包含上述浮式系船柱装置的监测装置，包含：
[0020]若干光栅应变传感器，设置于下层系缆柱和上层系缆柱的受力敏感区；
[0021]中间带拉力计的绳缆，其两端分别系紧在两个浮动三棱柱体的同一层系缆柱上；所述绳缆中部还设置拉紧装置；
[0022]控制中心，分别连接于拉力计和光栅应变传感器，并事先通过拉紧装置提供不同拉力获取拉力
‑
应变对照表；控制中心基于拉力
‑
应变对照表和光栅应变传感器4测量数据实时得到当前系缆力。
[0023]在上述技术方案的基础上，所述浮式系船柱装置还包含无极调速电机；
[0024]所述监测装置还包含水位传感器；所述水位传感器和无极调速电机均连接于控制中心；所述水位传感器实时监控当前水位，所述控制中心根据水位传感器的水位变化控制无极调速电机正转或反转，实时收放线缆。
[0025]本申请还公开了一种采用上述监测装置的监控方法，包含以下步骤：
[0026]S1:控制中心通过仿真计算分析，获取浮式系船柱装置的浮动三棱柱体的受力敏感区；
[0027]S2:将两个浮式系船柱装置通过中间带拉力计的绳缆连接，将光栅应变传感器安装于下层系缆柱和上层系缆柱的受力敏感区，控制中心对浮式系船柱装置的光栅应变传感
器测量得到的应变值进行标定，得到拉力
‑
应变对照表；
[0028]S3:船闸使用过程中，浮动三棱柱体随水位变化而上下浮动，与浮动三棱柱体连接的线缆进行自适应收放；控制中心根据光栅应变传感器实时监测受力敏感区的应变，并换算得到下层系缆柱或上层系缆柱承载的系缆力。
[0029]在上述技术方案的基础上，所述线缆收放装置包含：
[0030]两个间隔设置的固定基座；
[0031]固定轴，其水平跨设于两个固定基座之间；
[0032]设置于浮动三棱柱体正上方的线缆卷筒，其套设于固定轴，所述线缆卷筒用于随水位上涨或下落收放线缆；所述线缆的底端连接于浮动三棱柱体上所有的需电设备；
[0033]通讯供电装置，其套设固定于固定轴；
[0034]所述浮式系船柱装置还包含无极调速电机和水位传感器；所述水位传感器用于实时监控当前水位，所述无极调速电机根据水位传感器的水位变化进行正转或反转，实时收放线缆。
[0035]在上述技术方案的基础上，水位传感器监测到在Δt＝t
b
‑
t
a
时间内水位从H
a
变化到了H...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种船闸浮式系船柱装置，其特征在于，包括：两根间隔设置的立柱(11)；浮动三棱柱体(12)，其包含中棱柱(123)和两根侧棱柱(122)，所述中棱柱(123)和两根侧棱柱(122)的底端交汇于下层系缆柱(125)，所述中棱柱(123)的顶端设置上层系缆柱(121)，两根侧棱柱(122)的顶端设置连接顶板(124)，所述上层系缆柱(121)贯穿连接顶板(124)；所述连接顶板(124)的左右两脚可滑动于两根立柱(11)之间；浮动承台(13)，其固定于浮动三棱柱体(12)的底部，且浮动承台(13)可滑动设置在两根立柱(11)之间；线缆收放装置(8)，其用于跟随上下浮动的浮动三棱柱体(12)和浮动承台(13)实时收放线缆(87)。2.如权利要求1所述的一种船闸浮式系船柱装置，其特征在于，所述线缆收放装置(8)包含：两个间隔设置的固定基座(81)；固定轴(82)，其水平跨设于两个固定基座(81)之间；设置于浮动三棱柱体(12)正上方的线缆卷筒(84)，其可转动套设于固定轴(82)，所述线缆卷筒(84)用于随水位上涨或下落收放线缆(87)；所述线缆(87)的底端连接于浮动三棱柱体(12)上所有的需电设备。3.如权利要求1所述的一种船闸浮式系船柱装置，其特征在于：所述浮式系船柱装置(1)还包含无极调速电机(83)；所述无极调速电机(83)根据水位变化带动线缆卷筒(84)进行正转或反转，实时收放线缆(87)。4.如权利要求2所述的一种船闸浮式系船柱装置，其特征在于：所述浮式系船柱装置(1)还包含通讯供电装置(85)，所述通讯供电装置(85)固定套设于固定轴(82)，且紧邻线缆卷筒(84)；所述线缆卷筒(84)的一侧设置左侧滑环(841)，所述通讯供电装置(85)的一侧设置右侧滑环(851)，且左侧滑环(841)和右侧滑环(851)相邻设置；所述左侧滑环(841)朝向右侧滑环(851)的一侧端面设置多圈同心圆状的铜制圆环片(8412)，所述右侧滑环(851)朝向左侧滑环(841)的一侧端面设置多个弹簧触点(8511)；所述弹簧触点(8511)一一接触连接铜制圆环片(8412)。5.一种包含权利要求1所述浮式系船柱装置的监测装置，其特征在于，包含：若干光栅应变传感器(4)，设置于下层系缆柱(125)和上层系缆柱(121)的受力敏感区(5)；中间带拉力计(2)的绳缆(6)，其两端分别系紧在两个浮动三棱柱体(12)的同一层系缆柱上；所述绳缆(6)中部还设置拉紧装置(3)；控制中心，分别连接于拉力计(2)和光栅应变传感器(4)，并事先通过拉紧装置(3)提供不同拉力获取拉力
‑
应变对照表；控制中心基于拉力
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应变对照表和光栅应变传感器4测量数据实时得到当前系缆力。6.如权利要求5所述浮式系船柱装置的监测装置，其特征在于：所述浮式系船柱装置(1)还包含...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘昊，吴弢，
申请(专利权)人：武汉帕菲勒电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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