一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置及方法。將風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和處理，并在風(fēng)速傳感器的數(shù)據(jù)條件下對(duì)風(fēng)壓數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，這樣的風(fēng)壓曲線準(zhǔn)確度更高；將有效迎風(fēng)面積分隔成若干個(gè)輔助風(fēng)載面積，分隔模型較為合理，簡(jiǎn)化了建立的數(shù)據(jù)模型，計(jì)算方法更加簡(jiǎn)便，同時(shí)得出的數(shù)據(jù)模擬更加精確；在距離設(shè)備一定距離，架設(shè)在地面的掃描儀，對(duì)設(shè)備進(jìn)行掃描，確定每個(gè)輔助迎風(fēng)面積的精確測(cè)量值；采用分布式的風(fēng)載作用力計(jì)算和測(cè)量方法，計(jì)算精度更高；采用模塊化的檢測(cè)儀器設(shè)計(jì)，便于安裝和攜帶。
【專利說明】
一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于領(lǐng)域機(jī)械監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)壓檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著港口設(shè)備大型化發(fā)展，部分結(jié)構(gòu)設(shè)備的迎風(fēng)面積也越來越大，故在臺(tái)風(fēng)或突發(fā)性陣風(fēng)發(fā)生時(shí)很容易遭受風(fēng)力的襲擊，所以海港碼頭的大型機(jī)械防風(fēng)工作，對(duì)于生產(chǎn)安全有著非常重要的作用。而真實(shí)的風(fēng)壓則是大型設(shè)備的抗風(fēng)防滑能力的計(jì)算和選型依據(jù)。
[0003]雖然現(xiàn)在的大部分移動(dòng)式設(shè)備，比如設(shè)備、裝卸橋等大型設(shè)備，其迎風(fēng)面積都可以按照相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算，但是目前有諸多難點(diǎn):首先是現(xiàn)有計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)都是按照最高點(diǎn)的風(fēng)速來代替整體設(shè)備所承受的風(fēng)速來計(jì)算的，而實(shí)際上風(fēng)速并非是最高點(diǎn)最最大值，對(duì)于大高度的設(shè)備來講，風(fēng)速存在不確定性，因此現(xiàn)有的以最高點(diǎn)為風(fēng)速計(jì)算點(diǎn)的算法計(jì)算精度較低;其次，由于天氣環(huán)境的多變，風(fēng)速隨著不同的高度而不同，而且風(fēng)向也在實(shí)時(shí)變化，對(duì)于設(shè)備所承受的真實(shí)的風(fēng)壓檢測(cè)和計(jì)算比較困難;再次，測(cè)量真實(shí)風(fēng)壓的工具比較笨重，國內(nèi)還沒有便攜式的風(fēng)壓檢測(cè)設(shè)備，能夠針對(duì)設(shè)備做整體的計(jì)算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置及方法。該裝置采用接近自然露天環(huán)境下的設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)方法，其具有系統(tǒng)化、智能化、便捷化、高精度、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，可用于現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備的風(fēng)壓數(shù)據(jù)。對(duì)于大型設(shè)備的抗風(fēng)防滑能力的計(jì)算和選型提供參考，能夠減少經(jīng)濟(jì)損失，提尚人員安全。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)方法，包括以下步驟:利用設(shè)備將迎風(fēng)面積分割成若干個(gè)輔助迎風(fēng)面積;在每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上設(shè)置一個(gè)傳感器;傳感器通過采集的數(shù)據(jù)分別計(jì)算出每個(gè)輔助迎風(fēng)面積的風(fēng)速曲線和風(fēng)向矢量參數(shù);根據(jù)風(fēng)速曲線和風(fēng)向矢量參數(shù)進(jìn)行誤差調(diào)整，得出每個(gè)輔助迎風(fēng)面積實(shí)際對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)調(diào)整風(fēng)壓曲線;根據(jù)架設(shè)在地面上的掃描儀，對(duì)設(shè)備進(jìn)行掃描，確定輔助迎風(fēng)面積的精確測(cè)量值；在每個(gè)擋塊上，對(duì)應(yīng)一套壓力檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)設(shè)備在風(fēng)壓作用下的頂推力;根據(jù)每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上的氣象參數(shù)，確定整個(gè)迎風(fēng)面積上的整體風(fēng)壓。
[0006]其中，所述迎風(fēng)面積為設(shè)備各個(gè)外在部件垂直于設(shè)備所在軌道的面積。
[0007]本發(fā)明還提供了一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置，包括設(shè)備、擋塊、壓力檢測(cè)裝置、掃描儀、顯示器及傳感器;所述設(shè)備將迎風(fēng)面積分割成若干個(gè)輔助迎風(fēng)面積;在每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上設(shè)置一個(gè)傳感器;所述掃描儀架設(shè)在地面上;所述擋塊設(shè)置在設(shè)備的端部;在每個(gè)擋塊上，對(duì)應(yīng)一套壓力檢測(cè)裝置;所述壓力檢測(cè)裝置、掃描儀、傳感器通過CAN總線與可編程控制器及顯示器連接。
[0008]其中，所述傳感器集成了用于測(cè)量氣象數(shù)據(jù)的風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器。
[0009]其中，所述擋塊采用磁性材料。
[0010]其中，所述壓力檢測(cè)裝置采用便攜式固定方式。
[0011]其中，所述壓力檢測(cè)裝置采用油缸壓力傳感器。
[0012]其中，所述壓力檢測(cè)裝置包括以下部件:加速度傳感器、油缸的運(yùn)動(dòng)部件、位移傳感器、油壓傳感器、壓載頂推部件、倒爪、螺栓孔;加速度傳感器，設(shè)置于油缸運(yùn)動(dòng)部件上，用于測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的加速度;油缸運(yùn)動(dòng)部件，作為加速度傳感器的載荷，用于進(jìn)行更換油缸尺寸，適用于不同噸位的設(shè)備頂推力大小要求;位移傳感器設(shè)置于油缸頂部，用于測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的位移量;油壓傳感器設(shè)置于油缸的端部，用于測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的載荷，用于換算風(fēng)壓;壓載頂推部件，用于承受設(shè)備的運(yùn)動(dòng)載荷，通過倒爪及螺栓孔固定于地面并加大抓地力。
[0013]本發(fā)明將風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和處理，并在風(fēng)速傳感器的數(shù)據(jù)條件下對(duì)風(fēng)壓數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，這樣的風(fēng)壓曲線準(zhǔn)確度更高;將有效迎風(fēng)面積分隔成若干個(gè)輔助風(fēng)載面積，分隔模型較為合理，簡(jiǎn)化了建立的數(shù)據(jù)模型，計(jì)算方法更加簡(jiǎn)便，同時(shí)得出的數(shù)據(jù)模擬更加精確;在距離設(shè)備一定距離，架設(shè)在地面的掃描儀，對(duì)設(shè)備進(jìn)行掃描，確定每個(gè)輔助迎風(fēng)面積的精確測(cè)量值;采用分布式的風(fēng)載作用力計(jì)算和測(cè)量方法，計(jì)算精度更高;采用模塊化的檢測(cè)儀器設(shè)計(jì)，便于安裝和攜帶。
【附圖說明】
[0014]圖1本發(fā)明移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置整體結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2本發(fā)明移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置的壓力檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0016]附圖標(biāo)識(shí):1-設(shè)備、2-擋塊、3-壓力檢測(cè)裝置、4-掃描儀、5-顯示器、6-傳感器、301-加速度傳感器、302-油缸運(yùn)動(dòng)部件、303-位移傳感器、304-油壓傳感器、305-壓載頂推部件、306-倒爪、307-螺栓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于具體實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例1
[0019]本實(shí)施例的移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置，包括設(shè)備I，擋塊2，壓力檢測(cè)裝置3，掃描儀4，顯示器5，傳感器6。
[0020]本實(shí)施例的移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)包括以下步驟:
[0021]利用設(shè)備I將迎風(fēng)面積分割成若干個(gè)輔助迎風(fēng)面積，設(shè)為&、知、……、仏。
[0022]在每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上設(shè)置一個(gè)傳感器6。
[0023]傳感器6通過采集的數(shù)據(jù)分別計(jì)算出每個(gè)輔助迎風(fēng)面積的風(fēng)速值V1、V2、……、Vl，和風(fēng)向矢量參數(shù)Xl、X2、......、Xi。
[0024]根據(jù)風(fēng)速曲線數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差調(diào)整，得出每個(gè)輔助迎風(fēng)面積實(shí)際對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)調(diào)整風(fēng)壓曲線;Pi = 0.625νι2 X Ai X Xi ο
[0025]根據(jù)架設(shè)在地面上的掃描儀4，對(duì)設(shè)備I進(jìn)行掃描，確定輔助迎風(fēng)面積的精確測(cè)量值。
[0026]在每個(gè)擋塊2上，對(duì)應(yīng)一套壓力檢測(cè)裝置3，檢測(cè)設(shè)備在風(fēng)壓作用下的頂推力。
[0027]根據(jù)每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上的氣象參數(shù)，確定整個(gè)迎風(fēng)面積上的整體風(fēng)壓，采用分段積分公式進(jìn)行計(jì)算，公式如下:P = JpidA。
[0028]通過設(shè)置在設(shè)備I端部的擋塊2，將設(shè)備I風(fēng)載所引起的滑動(dòng)作用力分散到每個(gè)擋塊2上，大大提高了計(jì)算精確度。
[0029]壓力檢測(cè)裝置3采用便攜式固定方式，不僅僅能夠在松軟地面上采用鋼爪固定，滿足大推力要求，也能夠在堅(jiān)實(shí)地面上采用螺栓固定，方便安裝和攜帶，包括以下部件:
[0030]加速度傳感器301，測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的加速度。
[0031]油缸運(yùn)動(dòng)部件302，作為傳感器的載荷。可以進(jìn)行更換油缸尺寸，適用于不同噸位的設(shè)備頂推力大小要求。
[0032]位移傳感器303，測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的位移量。
[0033]油壓傳感器304，測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的載荷，用于換算風(fēng)壓。
[0034]壓載頂推部件305，用于承受設(shè)備的運(yùn)動(dòng)載荷。
[0035]頂推部件的倒爪(306)，用于固定地面并加大抓地力。
[0036]頂推部件的螺栓孔(307)，用于固定地面并加大抓地力。
[0037]在進(jìn)行風(fēng)壓檢測(cè)的過程中，通過設(shè)備I，將設(shè)備I的迎風(fēng)面積進(jìn)行分割，形成若干個(gè)輔助迎風(fēng)面積，在每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上，設(shè)置一個(gè)傳感器6，集成了風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器，用于測(cè)量氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)同一時(shí)間的風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器采集的數(shù)據(jù)分別計(jì)算出每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上的風(fēng)速曲線和風(fēng)向矢量參數(shù)，根據(jù)風(fēng)速曲線數(shù)據(jù)和風(fēng)向曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差調(diào)整，得出每個(gè)輔助迎風(fēng)面積實(shí)際對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)調(diào)整風(fēng)壓曲線，根據(jù)每個(gè)實(shí)時(shí)調(diào)整風(fēng)壓曲線計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)載面積上對(duì)應(yīng)的風(fēng)力均值，按照風(fēng)力均值采用分段積分方法，計(jì)算設(shè)備整體所受的風(fēng)壓。通過架設(shè)在地面上的掃描儀4，對(duì)設(shè)備進(jìn)行掃描，確定每個(gè)輔助迎風(fēng)面積的精確測(cè)量值。所有傳感器通過CAN總線與可編程控制器連接，將數(shù)據(jù)結(jié)果通過顯示器5顯示，實(shí)現(xiàn)了多通道的數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)了模塊化的結(jié)構(gòu)形式。
[0038]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述的實(shí)施例和說明書描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書和等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟SlOO:利用設(shè)備(I)將迎風(fēng)面積分割成若干個(gè)輔助迎風(fēng)面積； 步驟S200:在每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上設(shè)置一個(gè)傳感器(6); 步驟S300:傳感器(6)通過采集的數(shù)據(jù)分別計(jì)算出每個(gè)輔助迎風(fēng)面積的風(fēng)速曲線和風(fēng)向矢量參數(shù)； 步驟S400:根據(jù)風(fēng)速曲線和風(fēng)向矢量參數(shù)進(jìn)行誤差調(diào)整，得出每個(gè)輔助迎風(fēng)面積實(shí)際對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)調(diào)整風(fēng)壓曲線； 步驟S500:根據(jù)架設(shè)在地面上的掃描儀(4)，對(duì)設(shè)備(I)進(jìn)行掃描，確定輔助迎風(fēng)面積的精確測(cè)量值； 步驟S600:在每個(gè)擋塊(2)上，對(duì)應(yīng)一套壓力檢測(cè)裝置(3)，用于檢測(cè)設(shè)備(I)在風(fēng)壓作用下的頂推力； 步驟S700:根據(jù)每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上的氣象參數(shù)，確定整個(gè)迎風(fēng)面積上的整體風(fēng)壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)方法，其特征在于，所述迎風(fēng)面積為設(shè)備(I)各個(gè)外在部件垂直于設(shè)備(I)所在軌道的面積。3.—種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置，其特征在于，包括設(shè)備(I)、擋塊(2)、壓力檢測(cè)裝置(3)、掃描儀(4)、顯示器(5)及傳感器(6);所述設(shè)備(I)將迎風(fēng)面積分割成若干個(gè)輔助迎風(fēng)面積;在每個(gè)輔助迎風(fēng)面積上設(shè)置一個(gè)傳感器(6);所述掃描儀(4)架設(shè)在地面上;所述擋塊(2)設(shè)置在設(shè)備(I)的端部;在每個(gè)擋塊(2)上，對(duì)應(yīng)一套壓力檢測(cè)裝置(3);所述壓力檢測(cè)裝置(3)、掃描儀(4)、傳感器(6)通過CAN總線與可編程控制器及顯示器(5)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器(6)集成了用于測(cè)量氣象數(shù)據(jù)的風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述擋塊(2)采用磁性材料。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述壓力檢測(cè)裝置(3)采用便攜式固定方式。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述壓力檢測(cè)裝置(3)采用油缸壓力傳感器。8.根據(jù)權(quán)利要求3、6或7任一項(xiàng)所述的一種移動(dòng)式設(shè)備風(fēng)壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述壓力檢測(cè)裝置(3)包括以下部件:加速度傳感器(301)、油缸的運(yùn)動(dòng)部件(302)、位移傳感器(303)、油壓傳感器(304)、壓載頂推部件(305)、倒爪(306)、螺栓孔(307); 加速度傳感器(301)，設(shè)置于油缸運(yùn)動(dòng)部件(302)上，用于測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的加速度； 油缸運(yùn)動(dòng)部件(302)，作為加速度傳感器(301)的載荷，用于進(jìn)行更換油缸尺寸，適用于不同噸位的設(shè)備頂推力大小要求;位移傳感器(303)設(shè)置于油缸頂部，用于測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的位移量； 油壓傳感器(304)設(shè)置于油缸的端部，用于測(cè)量設(shè)備所受風(fēng)載荷時(shí)頂推油缸引起的載荷，用于換算風(fēng)壓； 壓載頂推部件(305)，用于承受設(shè)備的運(yùn)動(dòng)載荷，通過倒爪(306)及螺栓孔(307)固定于地面并加大抓地力。
【文檔編號(hào)】G01L11/00GK105890840SQ201610202284
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】朱建康, 蔡福海, 陳明琪, 盛林, 高志剛
【申請(qǐng)人】江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院