CN103257038A - 一种大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大坝泄洪闸门密封圈检测系统及检测方法，所述系统包括橡胶密封圈，所述橡胶密封圈内设有若干传感器，所述每个传感器的信号引出线均连接到信号处理与数据传输控制盒，所述信号处理与数据传输控制盒与控制室相连。传感器检测橡胶密封圈各部位压缩量的变化情况，并将所有检测到的信号送入所述信号处理与数据传输控制盒；所述信号处理与数据传输控制盒对传感器组送来的信号进行转换与计算处理，处理后将处理结果信息送到控制室；控制室对所有的闸门橡胶密封圈情况进行监控。本发明的整个控制检测过程完全实现自动化，准确度高，节省人力物力，可有效防止大坝安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及大坝泄洪闸门安全检测技术领域，特别涉及一种大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统及检测方法。
背景技术
大坝泄洪闸门使用的橡胶密封圈随着使用时间的延长出现老化损坏等现象，从而造成大坝出现安全隐患，由于大坝泄洪闸门高度高、宽度大，加上水的压力，人员去检测泄洪闸门橡胶密封圈的老化程度相当困难，因此，迫切需要一种较好的检测手段来实现对橡胶密封圈的适时检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，该大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统可实时全天候检测泄洪闸门橡胶密封圈体压缩量变化，从而判断橡胶密封圈体老化程度，自动化检测，准确度高，有效防止大坝安全事故的发生。
本发明为了解决现有技术的上述不足，还提供一种基于上述大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统的检测方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：
一种大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，包括橡胶密封圈，所述橡胶密封圈内设有若干传感器，所述每个传感器的信号引出线均连接到信号处理与数据传输控制盒，所述信号处理与数据传输控制盒与控制室相连。
上述大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统中，所述橡胶密封圈内设有若干传感器安装孔，所述传感器安装在传感器安装孔内。
上述大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统中，所述传感器包括信号引出线、磁芯、线圈、连杆、线圈护壳，所述连杆一端设有上球头，所述线圈护壳外侧底部设有下球头，所述上球头与上球窝适配连接，所述下球头与下球窝适配连接。通过球头与球窝的设计，当橡胶密封圈受到不同方向力的作用时，传感器的球头可以在球窝中转动，大大减小切向力的作用，传感器不易被损坏。
上述大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统中，所述橡胶密封圈内的传感器安装孔两端分别设有上固定座和下固定座，所述上球窝连接上固定座，所述下球窝连接下固定座。
上述大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统中，所述信号处理与数据传输控制盒通过现场总线与控制室相连。
上述大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统中，所述信号处理与数据传输控制盒包括多路选择开关、精密AC/DC转换模块、A/D转换模块、嵌入式计算机系统、现场总线接口和精密正弦信号发生器；所述多路选择开关接收所述嵌入式计算机系统指令完成对橡胶密封圈内若干传感器送来的多路信号进行选择；所述精密AC/DC转换模块，用于将多路选择开关选通的传感器信号转换成所述A/D转换模块需要的形式；所述A/D转换模块用于将传感器采集的模拟信号转换成嵌入式计算机系统可处理的数字信号；所述嵌入式计算机系统用于对A/D转换模块转换后的传感器信号进行计算处理；现场总线接口，用于所述嵌入式计算机系统与控制室的通信连接；所述精密正弦信号发生器用于为所述橡胶密封圈内若干传感器提供激励信号。
一种基于上述大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统的检测方法，所述方法步骤包括：
A、信号采集，橡胶密封圈内的若干传感器检测橡胶密封圈各部位压缩量的变化情况，并将所有检测到的信号送入所述信号处理与数据传输控制盒；
B、信号处理，所述信号处理与数据传输控制盒对若干传感器送来的信号进行转换与计算处理，处理后将处理结果信息送到控制室；
C、控制室监控，控制室接收所述信号处理与数据传输控制盒送来的数据，对所有的闸门橡胶密封圈压缩量变化情况进行监控。
其中，所述步骤B中，所述信号处理与数据传输控制盒包括多路选择开关、精密AC/DC转换模块、A/D转换模块、嵌入式计算机系统、现场总线接口和精密正弦信号发生器；所述多路选择开关接收所述嵌入式计算机系统指令完成对橡胶密封圈内若干传感器送来的多路信号进行选择；所述精密AC/DC转换模块，用于将多路选择开关选通的传感器信号转换成所述A/D转换模块需要的形式；所述A/D转换模块用于将传感器采集的模拟信号转换成嵌入式计算机系统可处理的数字信号；所述嵌入式计算机系统用于对A/D转换模块转换后的传感器信号进行计算处理；现场总线接口，用于所述嵌入式计算机系统与控制室的通信连接；所述精密正弦信号发生器用于为所述橡胶密封圈内若干传感器提供激励信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统及检测方法通过在闸门的橡胶密封圈内设置若干传感器检测橡胶密封圈压缩量，再通过电缆线将信号引出接到信号调理与数据传输控制盒，信号调理与数据传输控制盒对信号进行计算处理后，通过现场总线传输到控制室，控制室人员可实时全天候检测泄洪闸门橡胶密封圈压缩量变化，从而判断橡胶密封圈体老化程度，整个控制检测过程完全实现自动化，准确度高，可有效防止大坝安全事故的发生。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明传感器安装布局示意图；
图3为图1中信号处理与数据传输控制盒内部电路结构框图；
图4为图3中嵌入式计算机系统架构示意图；
图5为图4中数据采集模块运行流程图；
图6为图4中通信模块数据运行流程图。
图中标记：1-传感器，2-橡胶密封圈，3-信号处理与数据传输控制盒，4-控制室，5-现场总线，6-信号引出线，11-上固定座，12-上球窝，13-连杆，131-上球头，14-磁芯，15-线圈，16-下球头，17-下球窝，18-下固定座，19-线圈护壳，21-传感器安装孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。
实施例
如图1、图2所示，本发明的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，包括橡胶密封圈2，所述橡胶密封圈2内设有若干传感器1，所述每个传感器1的信号引出线6均连接到信号处理与数据传输控制盒3，所述信号处理与数据传输控制盒3与控制室4相连。通过在闸门的橡胶密封圈2内设置若干传感器1检测橡胶密封圈压缩量，再通过电缆线将信号引出接到信号调理与数据传输控制盒3，信号调理与数据传输控制盒3对信号进行计算处理后，通过现场总线5传输到控制室4，控制室人员可实时全天候检测泄洪闸门橡胶密封圈的压缩量变化，从而判断橡胶密封圈是否损坏，以便通知人员进行进一步处理，整个控制检测过程完全实现自动化，准确度高，可有效防止大坝安全事故的发生。
其中，所述橡胶密封圈2内设有若干传感器安装孔21，所述传感器1安装在传感器安装孔21内。所述传感器1包括信号引出线6、磁芯14、线圈15、连杆13、线圈护壳19，所述连杆13一端设有上球头131，所述线圈护壳19外侧底部设有下球头16，所述上球头131与上球窝12适配连接，所述下球头16与下球窝17适配连接。所述橡胶密封圈2内的传感器安装孔21两端分别设有上固定座11和下固定座18，所述上球窝12连接上固定座11，所述下球窝17连接下固定座18。通过球头与球窝的设计，当橡胶密封圈2受到不同方向力的作用时，传感器1的球头可以在球窝中转动，大大减小切向力的作用，传感器1不易被损坏。所述橡胶密封圈2内的传感器安装孔21两端分别设有上固定座11和下固定座18，所述上球窝12连接上固定座11，所述下球窝17连接下固定座18。所述信号处理与数据传输控制盒3通过现场总线5与控制室4相连。其中，在橡胶密封圈2制作时，预留传感器安装孔21，预埋所述上固定座11和下固定座18，密封装配时，传感器1的零件上球窝12，带有上球头131的连杆13、磁芯14装配在一起构成第一部件，第一部件通过上球窝12自身的螺纹连接到预埋的上固定座11上；线圈15、线圈护壳19及下球头16、下球窝17与下固定座18装配在一起构成第二部件。安装时将第一部件插入第二部件中，再通过二次硫化，将传感器1密封在橡胶密封圈2中，传感器信号引出线6伸出橡胶密封圈2外。
所述信号处理与数据传输控制盒3通过RS485或CAN现场总线5与控制室4相连。
如图3所示，所述信号处理与数据传输控制盒3包括包括多路选择开关、精密AC/DC转换模块、A/D转换模块、嵌入式计算机系统、现场总线接口和精密正弦信号发生器；所述多路选择开关接收所述嵌入式计算机系统指令完成对橡胶密封圈内若干传感器送来的多路信号进行选择；所述精密AC/DC转换模块，用于将多路选择开关选通的传感器信号转换成所述A/D转换模块需要的形式；所述A/D转换模块用于将传感器采集的模拟信号转换成嵌入式计算机系统可处理的数字信号；所述嵌入式计算机系统用于对A/D转换模块转换后的传感器信号进行计算处理；现场总线接口，用于所述嵌入式计算机系统与控制室的通信连接；所述精密正弦信号发生器用于为所述橡胶密封圈内若干传感器提供激励信号。
一种基于上述大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统的检测方法，所述方法步骤包括：
A、信号采集，橡胶密封圈内的若干传感器检测橡胶密封圈各部位压缩量的变化情况，并将所有检测到的信号送入所述信号处理与数据传输控制盒；
B、信号处理，所述信号处理与数据传输控制盒对若干传感器送来的信号进行转换与计算处理，处理后将处理结果信息送到控制室；
C、控制室监控，控制室接收所述信号处理与数据传输控制盒送来的数据，对所有的闸门橡胶密封圈压缩量变化情况进行监控。
其中，所述步骤B中，包括多路选择开关、精密AC/DC转换模块、A/D转换模块、嵌入式计算机系统、现场总线接口和精密正弦信号发生器；所述多路选择开关接收所述嵌入式计算机系统指令完成对橡胶密封圈内若干传感器送来的多路信号进行选择；所述精密AC/DC转换模块，用于将多路选择开关选通的传感器信号转换成所述A/D转换模块需要的形式；所述A/D转换模块用于将传感器采集的模拟信号转换成嵌入式计算机系统可处理的数字信号；所述嵌入式计算机系统用于对A/D转换模块转换后的传感器信号进行计算处理；现场总线接口，用于所述嵌入式计算机系统与控制室的通信连接；所述精密正弦信号发生器用于为所述橡胶密封圈内若干传感器提供激励信号。
如图4、图5和图6所示，所述嵌入式计算机系统内包括数据采集模块、通信模块和实时多任务操作系统，所述实时多任务操作系统本身带有的邮箱模块用于数据的传输；实时多任务操作系统对系统的各模块运行进行总体的调度管理，各模块之间通过邮箱模块传递数据。实时多任务操作系统根据系统软件设置控制多路选择开关工作，切换采集通道，每次选通一路传感器信号，选通后的传感器信号依次经过精密AC/DC转换和A/D转换后，数据采集模块读取经过A/D转换后的数据，计算橡胶密封圈的压缩量，橡胶密封圈中的若干传感器将检测到的橡胶密封圈的压缩位移量转换成相应的电压信号，数据采集模块对各个电压信号数据进行曲线拟合处理得到橡胶密封圈压缩位移量，最后将计算结果写入系统邮箱模块。接着所述通信模块工作，进行数据的传输处理，首先在实时多任务操作系统本身的邮箱模块中读取数据，若邮箱空，没有数据，则继续读取，若邮箱中有数据则对数据进行编码以利于传输，为了传输到安全还要生成数据校验码，再对数据封包，通过工业现场总线完成数据传输，将数据传输到控制室，控制室完成对数据的接收。
本发明的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统及检测方法通过在闸门的橡胶密封圈内设置若干传感器检测橡胶密封圈压缩量，再通过电缆线将信号引出接到信号调理与数据传输控制盒，信号调理与数据传输控制盒对信号进行计算处理后，通过现场总线传输到控制室，控制室人员可实时全天候检测泄洪闸门橡胶密封圈的压缩量变化，从而判断橡胶密封圈体老化程度，整个控制检测过程完全实现自动化，准确度高，可有效防止大坝安全事故的发生。
上面结合附图对本发明的实施例做了详细描述，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内还可以作出各种变化，这些变化均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，其特征在于：包括橡胶密封圈，所述橡胶密封圈内设有若干传感器，所述每个传感器的信号引出线均连接到信号处理与数据传输控制盒，所述信号处理与数据传输控制盒与控制室相连。
2.根据权利要求1所述的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，其特征在于：所述橡胶密封圈内设有若干传感器安装孔，所述传感器安装在传感器安装孔内。
3.根据权利要求2所述的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，其特征在于：所述传感器包括信号引出线、磁芯、线圈、连杆、线圈护壳，所述连杆一端设有上球头，所述线圈护壳外侧底部设有下球头，所述上球头与上球窝适配连接，所述下球头与下球窝适配连接。
4.根据权利要求3所述的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，其特征在于：所述橡胶密封圈内的传感器安装孔两端分别设有上固定座和下固定座，所述上球窝连接上固定座，所述下球窝连接下固定座。
5.根据权利要求1至4任一项所述的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，其特征在于： 所述信号处理与数据传输控制盒通过现场总线与控制室相连。
6.根据权利要求5所述的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统，其特征在于：所述信号处理与数据传输控制盒包括多路选择开关、精密AC/DC转换模块、A/D转换模块、嵌入式计算机系统、现场总线接口和精密正弦信号发生器；所述多路选择开关接收所述嵌入式计算机系统指令完成对橡胶密封圈内若干传感器送来的多路信号进行选择；所述精密AC/DC转换模块，用于将多路选择开关选通的传感器信号转换成所述A/D转换模块需要的形式；所述A/D转换模块用于将传感器采集的模拟信号转换成嵌入式计算机系统可处理的数字信号；所述嵌入式计算机系统用于对A/D转换模块转换后的传感器信号进行计算处理；现场总线接口，用于所述嵌入式计算机系统与控制室的通信连接；所述精密正弦信号发生器用于为所述橡胶密封圈内若干传感器提供激励信号。
7.一种如权利要求1所述的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测系统的检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
A、信号采集，橡胶密封圈内的若干传感器检测橡胶密封圈各部位压缩量的变化情况，并将所有检测到的信号送入所述信号处理与数据传输控制盒；
B、信号处理，所述信号处理与数据传输控制盒对若干传感器送来的信号进行转换与计算处理，处理后将处理结果信息送到控制室；
C、控制室监控，控制室接收所述信号处理与数据传输控制盒送来的数据，对所有的闸门橡胶密封圈压缩量变化情况进行监控。
8.根据权利要求7所述的大坝泄洪闸门橡胶密封圈检测方法，其特征在于：所述步骤B中，所述信号处理与数据传输控制盒包括多路选择开关、精密AC/DC转换模块、A/D转换模块、嵌入式计算机系统、现场总线接口和精密正弦信号发生器；所述多路选择开关接收所述嵌入式计算机系统指令完成对橡胶密封圈内若干传感器送来的多路信号进行选择；所述精密AC/DC转换模块，用于将多路选择开关选通的传感器信号转换成所述A/D转换模块需要的形式；所述A/D转换模块用于将传感器采集的模拟信号转换成嵌入式计算机系统可处理的数字信号；所述嵌入式计算机系统用于对A/D转换模块转换后的传感器信号进行计算处理；现场总线接口，用于所述嵌入式计算机系统与控制室的通信连接；所述精密正弦信号发生器用于为所述橡胶密封圈内若干传感器提供激励信号。
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