塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海上風(fēng)電塔架是風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)，它的安全非常重要，一旦平臺(tái)的導(dǎo)管、基礎(chǔ)發(fā)生沉降、結(jié)構(gòu)損傷、傾斜，就會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此有必要對(duì)風(fēng)機(jī)塔架基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:監(jiān)控中心、通信光纜、現(xiàn)場(chǎng)工作站、光纖傳感系統(tǒng)和電子式傳感系統(tǒng)，其中監(jiān)控中心包括光纖光柵解調(diào)儀、主機(jī)、服務(wù)器，電源、顯示器和鼠標(biāo)、鍵盤，光纖傳感系統(tǒng)包括光纖光柵信號(hào)處理器、傳輸光纜、接續(xù)盒和多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器，電子式傳感系統(tǒng)包括采集設(shè)備、應(yīng)變計(jì)和加速度計(jì)；
[0004]進(jìn)一步地，所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括陽(yáng)階梯腐蝕傳感器；
[0005]進(jìn)一步地，所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變的光纖光柵應(yīng)變傳感器；
[0006]進(jìn)一步地，所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)溫度的光纖光柵溫度傳感器；
[0007]進(jìn)一步地，所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)沉降的光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀；
[0008]進(jìn)一步地，所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)傾角的角度傳感器；
[0009]進(jìn)一步地，所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)振動(dòng)的光纖光柵式加速度傳感器；
[0010]進(jìn)一步地，所述電子式傳感系統(tǒng)的應(yīng)變計(jì)采用電阻式，安裝在塔筒和斜柱連接處、平臺(tái)和斜柱連接處，斜柱和導(dǎo)管架連接處，用于測(cè)量焊接工藝導(dǎo)致的損傷；
[0011]進(jìn)一步地，所述加速度計(jì)為三軸加速度計(jì)，布置在導(dǎo)管架的水面以上的其中一個(gè)腿上；
[0012]進(jìn)一步地，所述陽(yáng)階梯腐蝕傳感器單獨(dú)連接一采集設(shè)備，該采集設(shè)備連接所述現(xiàn)場(chǎng)工作站，通過(guò)通信光纜連接至所述監(jiān)控中心。
[0013]有益效果
[0014]本實(shí)用新型的塔架結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由于數(shù)據(jù)戶外海上監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)具備自動(dòng)化監(jiān)測(cè)特點(diǎn)，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)傳輸?shù)疥懙乇O(jiān)控中心。陸地監(jiān)控中心可以對(duì)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)安全情況掌握，一旦發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)警。
[0015]該系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì):緊貼需求:自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)沉降、應(yīng)變、傾斜、振動(dòng)，為指導(dǎo)升壓站安全運(yùn)行提供預(yù)警信號(hào)，防止因過(guò)大沉降、傾斜、腐蝕等情況影響平臺(tái)正常運(yùn)行；技術(shù)先進(jìn):以光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)為主，監(jiān)測(cè)傳感器完全不受電磁場(chǎng)干擾，耐腐蝕，壽命長(zhǎng)；擴(kuò)展性:系統(tǒng)將來(lái)也可以擴(kuò)展其他結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測(cè)。所有監(jiān)測(cè)傳感器均為可以接入同一系統(tǒng)；成熟性:為先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，已經(jīng)在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用，已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的推薦技術(shù)。
[0016]根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)用新型的其它特征及方面將變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0017]包含在說(shuō)明書中并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖與說(shuō)明書一起示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例、特征和方面，并且用于解釋本實(shí)用新型的原理。
[0018]圖1為塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖；
[0019]圖2為單個(gè)安裝截面時(shí)各傳感器連接示意圖；
[0020]圖3為截面-截面間傳感器的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]海上風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)所承受的荷載主要有:風(fēng)、波浪、海流、船舶靠泊等常規(guī)荷載以及漂浮物撞擊、地震、臺(tái)風(fēng)、海嘯等極端荷載。
[0022]風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)的破壞形式主要有:關(guān)鍵桿件達(dá)到強(qiáng)度極限導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部或整體失穩(wěn)；關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生疲勞裂紋；沖刷或粧周土弱(強(qiáng))化導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)的剛度發(fā)生變化，其一階頻率超出規(guī)定范圍；支撐結(jié)構(gòu)變形過(guò)大而失效；結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生腐蝕。
[0023]針對(duì)上述破壞形式，風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要有:監(jiān)測(cè)關(guān)鍵桿件的應(yīng)變；監(jiān)測(cè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的疲勞；監(jiān)測(cè)支撐結(jié)構(gòu)的振動(dòng)；支撐結(jié)構(gòu)的位移，包括沉降、水平位移、轉(zhuǎn)動(dòng)位移和扭轉(zhuǎn)位移等；水下區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)以及大氣區(qū)等的腐蝕。
[0024]參照附圖1-3所示，本實(shí)用新型的塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:監(jiān)控中心、通信光纜、現(xiàn)場(chǎng)工作站、光纖傳感系統(tǒng)和電子式傳感系統(tǒng)，其中監(jiān)控中心包括光纖光柵解調(diào)儀、主機(jī)、服務(wù)器，電源、顯不器和鼠標(biāo)、鍵盤，光纖傳感系統(tǒng)包括光纖光柵信號(hào)處理器、傳輸光纜、接續(xù)盒和多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器，電子式傳感系統(tǒng)包括采集設(shè)備、應(yīng)變計(jì)和加速度計(jì)，光纖傳感系統(tǒng)和電子式傳感系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)通信光纜傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的光纖光柵解調(diào)儀，光纖光柵解調(diào)儀設(shè)置為多通道模式，如16通道，將接收的傳感器測(cè)量的波長(zhǎng)信號(hào)解算出來(lái)，傳送給監(jiān)控中心的主機(jī)，主機(jī)將各種波長(zhǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為待測(cè)物理量的特征信號(hào)，即可對(duì)塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，其中多種光纖光柵傳感器數(shù)據(jù)為塔架的應(yīng)力應(yīng)變、溫度、振動(dòng)、底部沉降、傾角和腐蝕度，主機(jī)通過(guò)顯示器來(lái)顯示上述特征信號(hào)，并將其與服務(wù)器中存儲(chǔ)的特征信號(hào)設(shè)定值進(jìn)行比較，監(jiān)控中心的操作人員根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行相關(guān)的操作，如報(bào)警進(jìn)行塔架結(jié)構(gòu)維修或向其上級(jí)主管匯報(bào)塔架結(jié)構(gòu)狀態(tài)，也可以利用鍵盤和鼠標(biāo)等輸入相關(guān)參數(shù)。
[0025]光纖傳感系統(tǒng)包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變、溫度、振動(dòng)、底部沉降、腐蝕度和傾角等參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器。采用光纖光柵應(yīng)變傳感器安裝在應(yīng)力比較大的塔架的橫桿、玄桿處，對(duì)塔架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)；采用光纖光柵溫度傳感器測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)的溫度，溫度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響非常大，所以其安裝位置與光纖光柵應(yīng)變傳感器位置相適應(yīng)，在每一個(gè)應(yīng)變傳感器附近將會(huì)敷設(shè)一個(gè)溫度傳感器，一方面作為環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)使用，另一方面作為應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償使用；采用光纖光柵式角度傳感器，安裝在塔架的中部平臺(tái)上，監(jiān)測(cè)平臺(tái)傾斜，對(duì)不同層面的傾斜進(jìn)行監(jiān)測(cè)；采用光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀，在塔架的中部平臺(tái)的四角處各布置一個(gè)，可以監(jiān)測(cè)同一個(gè)平臺(tái)的各個(gè)點(diǎn)的沉降情況，識(shí)別出異常沉降，如沉降速率過(guò)快、局部沉降等；采用光纖光柵式加速度傳感器，沿著塔筒的高度方向布置4個(gè)，以監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)的振動(dòng)，對(duì)不同層面的各個(gè)安裝位置的振動(dòng)頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)；采用陽(yáng)階梯腐蝕傳感器進(jìn)行定期巡檢測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)的腐蝕程度，在監(jiān)控中心的服務(wù)器中事先存儲(chǔ)設(shè)定的腐蝕速率值，當(dāng)實(shí)際監(jiān)測(cè)的速率超過(guò)該存儲(chǔ)速率值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。
[0026]電子式傳感系統(tǒng)包括采集設(shè)備、應(yīng)變計(jì)和加速度計(jì)，其中采集設(shè)備實(shí)時(shí)采集應(yīng)變計(jì)和加速度計(jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作站傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，應(yīng)變計(jì)采用電阻式，安裝在塔筒和斜柱連接處、平臺(tái)和斜柱連接處及斜柱和導(dǎo)管架連接處，用于測(cè)量焊接工藝導(dǎo)致的損傷；加速度計(jì)為三軸加速度計(jì)，布置在導(dǎo)管架的水面以上的其中一個(gè)腿上。
[0027]另外，該陽(yáng)階梯腐蝕傳感器也可以單獨(dú)連接一采集設(shè)備，采集設(shè)備連接現(xiàn)場(chǎng)工作站，通過(guò)通信光纜連接至監(jiān)控中心，從而測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)的腐蝕程度。
[0028]對(duì)于單個(gè)安裝截面，傳感器采用串并結(jié)合的方式，光纜采用直徑為6mm的單模鎧裝光纜，光纜穿在預(yù)埋在地面以下的管線中，對(duì)于截面-截面間傳感器的傳輸采用多芯通信光纜，中間采用接續(xù)盒接續(xù)。
[0029]本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中同一個(gè)水平面或者該水平面附近傳感器作為在一個(gè)控制截面腐蝕傳感器和應(yīng)變傳感器可以埋入，鋼粧則表面安裝，所有傳感器走線均穿管保護(hù)同一截面或共線監(jiān)測(cè)點(diǎn)連接形成位的梯度值可以供預(yù)警使用(預(yù)警值2%，報(bào)警值5%);該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠達(dá)到以下技術(shù)效果:
[0030]所有監(jiān)測(cè)傳感器接入一個(gè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)；
[0031]數(shù)據(jù)采集時(shí)間最小可達(dá)Is ;
[0032]硬盤可以存儲(chǔ)I個(gè)月的數(shù)據(jù)；
[0033]系統(tǒng)軟件可以實(shí)現(xiàn)定位，在界面上可以查看所有傳感器位置及監(jiān)測(cè)數(shù)值；
[0034]可視化顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)位及數(shù)；
[0035]監(jiān)測(cè)過(guò)程為實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)；
[0036]現(xiàn)場(chǎng)傳感器實(shí)現(xiàn)無(wú)電監(jiān)測(cè)，傳感、傳輸要抗電磁干擾，同時(shí)也不干擾其他系統(tǒng)。
[0037]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:監(jiān)控中心、通信光纜、現(xiàn)場(chǎng)工作站、光纖傳感系統(tǒng)和電子式傳感系統(tǒng)，其中監(jiān)控中心包括光纖光柵解調(diào)儀、主機(jī)、服務(wù)器，電源、顯示器和鼠標(biāo)、鍵盤，光纖傳感系統(tǒng)包括光纖光柵信號(hào)處理器、傳輸光纜、接續(xù)盒和多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器，電子式傳感系統(tǒng)包括采集設(shè)備、應(yīng)變計(jì)和加速度計(jì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括陽(yáng)階梯腐蝕傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變的光纖光柵應(yīng)變傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)溫度的光纖光柵溫度傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)沉降的光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)傾角的角度傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器包括測(cè)量塔架結(jié)構(gòu)振動(dòng)的光纖光柵式加速度傳感器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述電子式傳感系統(tǒng)的應(yīng)變計(jì)采用電阻式，安裝在塔筒和斜柱連接處、平臺(tái)和斜柱連接處及斜柱和導(dǎo)管架連接處，用于測(cè)量焊接工藝導(dǎo)致的損傷。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述加速度計(jì)為三軸加速度計(jì)，布置在導(dǎo)管架的水面以上的其中一個(gè)腿上。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述陽(yáng)階梯腐蝕傳感器單獨(dú)連接一采集設(shè)備，該采集設(shè)備連接所述現(xiàn)場(chǎng)工作站，通過(guò)通信光纜連接至所述監(jiān)控中心。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：監(jiān)控中心、通信光纜、現(xiàn)場(chǎng)工作站、光纖傳感系統(tǒng)和電子式傳感系統(tǒng)，其中監(jiān)控中心包括光纖光柵解調(diào)儀、主機(jī)、服務(wù)器，電源、顯示器和鼠標(biāo)、鍵盤等，光纖傳感系統(tǒng)包括光纖光柵信號(hào)處理器、傳輸光纜、接續(xù)盒和多種現(xiàn)場(chǎng)光纖光柵傳感器，電子式傳感系統(tǒng)包括采集設(shè)備、應(yīng)變計(jì)和加速度計(jì)。系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：緊貼需求：自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)沉降、應(yīng)變、傾斜、振動(dòng)，為指導(dǎo)升壓站安全運(yùn)行提供預(yù)警信號(hào)，防止因過(guò)大沉降、傾斜、腐蝕等情況影響平臺(tái)正常運(yùn)行；技術(shù)先進(jìn)：以光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)為主，監(jiān)測(cè)傳感器完全不受電磁場(chǎng)干擾，耐腐蝕，壽命長(zhǎng)；擴(kuò)展性：系統(tǒng)將來(lái)也可以擴(kuò)展其他結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測(cè)。
【IPC分類】G08C23/06, G01D21/02
【公開號(hào)】CN205177152
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520687487
【發(fā)明人】譚明, 陳厚合, 馬煜, 劉岳超, 張波, 陳勤勤, 丁國(guó)棟, 李文斌
【申請(qǐng)人】江蘇歐訊能源科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月7日