一種水工金屬結構設備實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水利水電基礎建設工程技術領域，具體涉及一種水工金屬結構設備實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于對水工金屬結構設備進行實時在線監(jiān)測的一項實用技術。
【背景技術】
[0002]水工金屬結構設備是水電站、水庫工程中，用于控制引水、泄水、沖沙的閘門及啟閉機設施，是“活動的擋水建筑物”，對于水電站的發(fā)電、洪泄有著非常重要的作用。如果閘門運行不正常，又不能及時發(fā)現(xiàn)問題，常使問題擴大化，甚至造成不可估量的危害。
[0003]目前，對于閘門的運行監(jiān)測，仍多停留在人工目測階段，故障率較高，很難對影響其安全運行的因素進行分析，并進行安全性評價。因此如何克服現(xiàn)有技術的不足是目前水利水電基礎建設工程技術領域亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種水工金屬結構設備實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)在閘門的全生命周期中，對影響其安全運行的因素進行分析，提煉出主要影響因素及其控制數(shù)據(jù)，通過對這些因數(shù)進行實時監(jiān)測、分析，得出金屬結構設備的安全性評價。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種水工金屬結構設備實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括終端設備、云端服務器、主控系統(tǒng)、A/D轉換器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述的主控系統(tǒng)包括CPU控制芯片、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊和報警器;
所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括應變計、加速度傳感器、傾角傳感器、電波流速傳感器、溫度計、濕度計、水位計、啟閉機控制柜和攝像頭；
所述的應變計、加速度傳感器、傾角傳感器、電波流速傳感器、溫度計、濕度計和水位計設于被監(jiān)測水工金屬結構設備；
所述的啟閉機控制柜與被監(jiān)測水工金屬結構相連；
所述的攝像頭用于對水工金屬結構設備實時在線監(jiān)測系統(tǒng)使用場地的視頻數(shù)據(jù)采集;
所述的應變計、加速度傳感器和傾角傳感器分別與A/D轉換器相連；
所述的A/D轉換器用于分別將應變計、加速度傳感器和傾角傳感器采集到的模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后將轉換得到的數(shù)字信號傳輸至主控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊中；
所述的電波流速傳感器、溫度計、濕度計、水位計、啟閉機控制柜和攝像頭分別通過光纖與主控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模塊相連；
所述的CPU控制芯片分別與數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、報警器相連，用于控制數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、報警器的工作； 所述的數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲通過CPU控制芯片控制數(shù)據(jù)處理模塊處理得到的數(shù)據(jù)；所述的數(shù)據(jù)處理模塊用于將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中直接傳來的數(shù)據(jù)和經(jīng)過A/D轉換器轉換后傳來的數(shù)據(jù)與被監(jiān)測水工金屬結構設備的安全體系數(shù)據(jù)進行對比；當超出安全值時，CPU控制芯片控制報警器報警；
所述的顯示模塊用于顯示通過CPU控制芯片控制數(shù)據(jù)處理模塊處理后數(shù)據(jù)結果； 所述的CPU控制芯片還與云端服務器、終端設備順序相連；
所述的云端服務器用于保存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)處理模塊分析得到的數(shù)據(jù)。
[0006]進一步，優(yōu)選的是所述的應變計為焊接式應變計。
[0007]進一步，優(yōu)選的是所述的CPU控制芯片與云端服務器通過Internet網(wǎng)絡相連。
[0008]進一步，優(yōu)選的是所述的終端設備包括PC終端和手機終端。
[0009]進一步，優(yōu)選的是所述的終端設備和云端服務器通過藍牙或無線網(wǎng)絡連接。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為:
(1)本發(fā)明系統(tǒng)可對水工金屬結構設備實時進行在線監(jiān)測，并對實時在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與水工金屬結構的安全體系數(shù)據(jù)自動進行分析、判斷，并給出預警信息；
(2)本發(fā)明在線檢測系統(tǒng)可以實現(xiàn)現(xiàn)地監(jiān)測、遠方監(jiān)測和移動終端監(jiān)測，大大方便了使用者，不再局限于固定的使用場所；
(3)通過本發(fā)明在線檢測系統(tǒng)的預警，可以大大降低故障率，故障率僅為人工目測的二十分之一；
(4)本發(fā)明系統(tǒng)在水工金屬結構設備的全生命周期中，對影響其安全運行的因素進行分析，提煉出主要影響因素及其控制數(shù)據(jù)，通過對這些因素進行實時監(jiān)測、分析，得出金屬結構設備的安全性評價。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明水工金屬結構設備實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖；
其中，101、應變計；102、加速度傳感器；103、傾角傳感器；104、電波流速傳感器；105、溫度計；106、濕度計；107、水位計；108、啟閉機控制柜；109、攝像頭；110、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；111、A/D轉換器；112、CPU控制芯片；113、數(shù)據(jù)存儲模塊；114、數(shù)據(jù)處理模塊；115、顯示模塊；116、報警器；117、主控系統(tǒng)；118、云端服務器；119、終端設備；
箭頭方向代表信號走向。
【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0013]本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內(nèi)的文獻所描述的技術或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0014]本技術領域技術人員可以理解的是，本發(fā)明中涉及到的相關模塊及其實現(xiàn)的功能是在改進后的硬件及其構成的裝置、器件或系統(tǒng)上搭載現(xiàn)有技術中常規(guī)的計算機軟件程序或有關協(xié)議就可實現(xiàn)，并非是對現(xiàn)有技術中的計算機軟件程序或有關協(xié)議進行改進。例如，改進后的計算機硬件系統(tǒng)依然可以通過裝載現(xiàn)有的軟件操作系統(tǒng)來實現(xiàn)該硬件系統(tǒng)的特定功能。因此，可以理解的是，本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于對現(xiàn)有技術中硬件模塊的改進及其連接組合關系，而非僅僅是對硬件模塊中為實現(xiàn)有關功能而搭載的軟件或協(xié)議的改進。
[0015]本技術領域技術人員可以理解的是，本發(fā)明中提到的相關模塊是用于執(zhí)行本申請中所述操作、方法、流程中的步驟、措施、方案中的一項或多項的硬件設備。所述硬件設備可以為所需的目的而專門設計和制造，或者也可以采用通用計算機中的已知設備或已知的其他硬件設備。所述通用計算機有存儲在其內(nèi)的程序選擇性地激活或重構。
[0016]本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。
[0017]本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發(fā)明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0018]如圖1所示，一種水工金屬結構設備實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括終端設備119、云端服務器118、主控系統(tǒng)117、A/D轉換器111和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)110 ；
所述的主控系統(tǒng)117包括CPU控制芯片112、數(shù)據(jù)處理模塊114、數(shù)據(jù)存儲模塊113、顯不模塊115和報警器116 ；
所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)110包括應變計101、加速度傳感器102、傾角傳感器103、電波流速傳感器104、溫度計105、濕度計106、水位計107、啟閉機控制柜108和攝像頭109 ;應變計101用于監(jiān)測結構應力；
加速度傳感器102用于監(jiān)測振動特性及響應；
傾角傳感器103用于監(jiān)測閘門運行中的姿態(tài)；
電波流速傳感器104用于監(jiān)測流道流速；
溫度計105、濕度計106和水位計107用于監(jiān)測環(huán)境參數(shù)。
[0019]所述的應變計101、加速度傳感器102、傾角傳感器103、電波流速傳