CN105067156B - 基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测方法，具体包括：在预埋钢板下方设置压力传感模块；信息处理单元获取当预埋钢板脱离基础时压力传感模块采集到的压力大小信息，所述压力大小与预埋钢板脱离基础的距离成正比关系；当实际距离大于标准参考距离时，则判断预埋钢板基础松动。本发明能长期持续监测，只要预埋件基础出现松动，检测到的压力大小会出现显著的差异。监测过程完全不影响设备的运行，实现该方法的系统原理简单，成本低廉，操作简便、试验结果直观可靠，符合保障公路隧道安全运行的需要。
Description
技术领域
本发明涉及悬挂设备稳定性监测领域，具体地说，是一种用于隧道悬挂风机基础稳定性在线监测方法和系统。
背景技术
随着我国公路交通的迅速发展，公路隧道大量修建。到2013年底，我国公路隧道已突破万座大关。长大的公路隧道普遍设置有机械通风装置，而其中95％以上采用了悬挂式射流通风，所以悬挂的射流风机基础的稳定性日益得到了人们的高度重视。
如图1所示，射流风机的安装方式一般是先在隧道拱顶预埋钢板，钢板与预埋钢筋焊接连接，然后将风机安装支架焊接在钢板上。由于风机较重，且在运行中会产生一定的震动，对基础难免有不良影响，所以有必要定期或在线对预埋件基础的稳定性作检(监)测。
现有的检测方法主要为定期检测，一般有以下三种方法：(1)再作抗拔试验；(2)采用无损探伤(超声波或磁粉探伤)；(3)振动测试方法：来源于已公布的专利：一种用于公路隧道悬挂风机基础稳定性检测的方法和系统(201010115147.7)。
而现有的各种检测方法均存在缺陷：(1)作抗拔试验，由于风机体型较大，一般直径均在一米多，在风机已安装的条件下抗拔试验操作非常困难，且观测也非常困难。如果将风机卸下再作抗拔试验，工作量较大，试验周期也过长。(2)采用无损探伤，主要检测预埋钢板与安装支架之间连接的可靠性，而实际上对预埋钢板与预埋钢筋之间连接的可靠性检测较为困难，且不能检测预埋钢筋和混凝土之间的松动情况。(3)专利201010115147.7所公布的测试方法，设备成本较高且要求检测人员具有丰富的经验，该方法主要用于隧道悬挂风机基础的定期检测。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种基于位移测量的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测系统，该系统主要通过检测预埋件基础的变形，来判断预埋钢板背后与预埋钢筋之间连接的完好情况。
本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的，一种基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测方法，具体包括：
在预埋钢板下方设置压力传感模块；
信息处理单元获取当预埋钢板脱离基础时压力传感模块采集到的压力大小信息，所述压力大小与预埋钢板脱离基础的距离成正比关系；
当实际距离大于标准参考距离时，则判断预埋钢板基础松动。
本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的，一种基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测系统，包括压力传感模块和信息处理单元，所述压力传感模块的输出端与信息处理单元连接，所述信息处理单元用于获得压力传感模块采集到的压力大小信息，所述信息处理单元将压力大小数据转换为距离数据，信息处理器根据距离数据判断预埋钢板是否松动。
优选的，所述压力传感模块包括压力传感器与弹性元件，所述弹性元件的一端与预埋钢板紧密接触，弹性元件的另一端与压力传感器的承压面紧密接触，压力传感器的输出端与信息处理单元连接。
优选的，所述弹性元件为弹簧。
优选的，所述信息处理单元包括前置处理器、采样与量化单元和CPU，所述前置处理器的输入端与压力传感器的输出端连接，所述前置处理器的输出端与采样与量化单元的输入端连接，所述采样与量化单元的输出端与CPU连接。
优选的，该系统还包括数据存储单元，所述数据存储单元与CPU连接。
优选的，该系统还包括计算机，所述CPU通过以太网接口或无线通信接口与计算机连接，信息处理单元获取的压力传感器模块采集到的压力大小信息通过以太网或无线的方式传输给计算机。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明能长期持续监测，只要预埋件基础出现松动，检测到的压力大小会出现显著的差异。监测过程完全不影响设备的运行，实现该方法的系统原理简单，成本低廉，操作简便、试验结果直观可靠，符合保障公路隧道安全运行的需要。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为风机的安装置图；
图2为本发明所述系统结构图；
图3为正常时预埋钢板与传感器距离；
图4为预埋钢板被拉出时与传感器的距离；
图5为使用传感器检测裂缝大小的一种方式；
图6为使用传感器检测裂缝大小的另一种方式。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
图1为风机的安装置图；图2为本发明所述系统结构图；图3为正常时预埋钢板与传感器距离；图4为预埋钢板被拉出时与传感器的距离；图5为使用传感器检测裂缝大小的一种方式；图6为使用传感器检测裂缝大小的另一种方式。
如图1所示，公路隧道悬挂风机的预埋件包括设置在混凝土结构中的预埋钢筋A0。焊接在预埋钢筋A0上的预埋钢板A1，以及焊接在预埋钢板A1上的安装支架A2，在所述安装支架A2上用螺栓固定射流风机A3。
对风机基础稳定性在线检测的方法具体包括：
在预埋钢板下方设置压力传感模块；
信息处理单元获取当预埋钢板脱离基础时压力传感模块采集到的压力大小信息，所述压力大小与预埋钢板脱离基础的距离成正比关系；
当实际距离大于标准参考距离时，则判断预埋钢板基础松动。所述的标准参考距离为在确认预埋件基础是稳定健康的条件下，获得的距离信息。如果预埋钢板被拉出，则压力传感器模块检测到的压力越大，由于压力大小与预埋钢板脱离基础的距离成正比关系，所以这时预埋钢板脱离基础的距离越大。
如图2所示，一种基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测系统，包括压力传感模块和信息处理单元，所述压力传感模块的输出端与信息处理单元3连接，所述信息处理单元用于获得压力传感模块采集到的压力大小信息，所述信息处理单元将压力大小数据转换为距离数据，信息处理器根据距离数据判断预埋钢板是否松动。
优选的，所述压力传感模块包括压力传感器2与弹性元件，所述弹性元件的一端与预埋钢板紧密接触，弹性元件1的另一端与压力传感器的承压面紧密接触，压力传感器的输出端与信息处理单元连接，压力传感器通过连接构件4固定在隧道顶部。
优选的，所述弹性元件为弹簧。
优选的，所述信息处理单元包括前置处理器、采样与量化单元和CPU，所述前置处理器的输入端与压力传感器的输出端连接，所述前置处理器的输出端与采样与量化单元的输入端连接，所述采样与量化单元的输出端与CPU连接。
优选的，该系统还包括数据存储单元，所述数据存储单元与CPU连接。
优选的，该系统还包括计算机，所述CPU通过以太网接口或无线通信接口与计算机连接，信息处理单元获取的压力传感器模块采集到的压力大小信息通过以太网或无线的方式传输给计算机。
本发明能够实现基础的长期在线监测，实现该方法的系统原理也简单，成本低廉，系统操作简便、检测结果直观可靠，符合保障公路隧道安全运行的需要。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测方法，其特征在于：具体包括：在预埋钢板下方设置压力传感模块；
信息处理单元获取当预埋钢板脱离基础时压力传感模块采集到的压力大小信息，所述压力大小与预埋钢板脱离基础的距离成正比关系；
当实际距离大于标准参考距离时，则判断预埋钢板基础松动。
2.一种基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测系统，其特征在于：包括压力传感模块和信息处理单元，所述压力传感模块的输出端与信息处理单元连接，所述信息处理单元用于获得压力传感模块采集到的压力大小信息，所述信息处理单元将压力大小数据转换为距离数据，信息处理器根据距离数据判断预埋钢板是否松动；
所述压力传感模块包括压力传感器与弹性元件，所述弹性元件的一端与预埋钢板紧密接触，弹性元件的另一端与压力传感器的承压面紧密接触，压力传感器的输出端与信息处理单元连接；
所述信息处理单元包括前置处理器、采样与量化单元和CPU，所述前置处理器的输入端与压力传感器的输出端连接，所述前置处理器的输出端与采样与量化单元的输入端连接，所述采样与量化单元的输出端与CPU连接。
3.根据权利要求2所述的基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测系统，其特征在于：所述弹性元件为弹簧。
4.根据权利要求2所述的基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测系统，其特征在于：该系统还包括数据存储单元，所述数据存储单元与CPU连接。
5.根据权利要求3所述的基于压力测量位移的隧道悬挂风机基础稳定性在线检测系统，其特征在于：该系统还包括计算机，所述CPU通过以太网接口或无线通信接口与计算机连接，信息处理单元获取的压力传感器模块采集到的压力大小信息通过以太网或无线的方式传输给计算机。
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