CN107916649A - 一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，其设置在防水外壳内，监测单元的数据收集模块采用倾角传感器，倾角传感器设有开关报警输出单元，ZigBee无线收发模块与自动收放式浮标天线连接，监测单元通过数据分析处理模块与无线收发模块连接，数据分析处理模块与阀门启闭系统连接，阀门启闭系统包括有阀门纠偏、停止、预警单元，一体机通过GPS通信模块与无线收发模块连接，无线收发模块通过无线路由器与PC机、移动终端连接，本发明便于安装、防水性强，不受作业环境的限制，既能对传统工作闸门进行监测预警又能对检修门水下运行进行预警监测，并能及时掌握工作闸门及检修闸门运行实时运行动态，具有非常高的实用性。

Description

一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备

技术领域

本发明涉及水利监测技术领域，具体的说是一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备。

背景技术

水闸是防洪度汛的重要水工建筑物，在全国各大水系流域中水闸的建设起着拦蓄洪水、分洪排涝、节水灌溉等重要作用。然而水闸的建设中由于地域及防洪需求的各方面原因，水闸机械及闸门大多露天设置，自动化程度相对较为落后，闸门运行中的监测数据少之又少，基本操作方式大多凭经验进行运行。

在水闸实际运行及操作过程中，因闸门跨度较大，经肉眼难以掌握和估算闸门运行中的动态平衡情况，加之闸门运行时间较长，由于各部件老化、故障造成检修闸门及工作阀门在运行中失去平衡致使闸门出现卡阻、跌落、损坏、倾斜的情况时有发生，严重影响闸门的安全运行，特别在汛期如发生上述事故，造成的损失、损害将无法估量。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款能避免闸门在运行中出现偏斜、错位等现象对闸门造成损坏，延长闸门及闸门各部件的安全运行周期的一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，正是发明人所要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，其结构简单，防水性能强，不受作业环境的限制，能避免闸门在运行中出现偏斜、错位等现象对闸门造成损坏，延长闸门及闸门各部件的安全运行周期。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，所述水下安全平衡监测预警设备设置在防水外壳内，其包括无线收发模块、数据分析处理模块、阀门启闭系统、监测单元、电源模块，所述水下安全平衡监测预警设备分别设置于左、右抓钩以及启闭机抓梁之上，所述监测单元包括有数据收集模块，所述数据收集模块采用倾角传感器，所述倾角传感器设有开关报警输出单元，并通过对主控机械进行报警输出，所述无线收发模块包括有ZigBee无线收发模块、自动收放式浮标天线，所述ZigBee无线收发模块与自动收放式浮标天线连接，所述监测单元通过数据分析处理模块与无线收发模块连接，所述数据分析处理模块与阀门启闭系统连接，所述数据分析处理模块完成对接收监测单元发送数据进行后台处理，并将所述监测单元实时监测数据反映至一体机的显示屏上，通过显示屏直观掌握闸门运行中的动态，所述阀门启闭系统包括有阀门纠偏执行单元、阀门停止执行单元、预警单元，所述一体机通过GPS通信模块与无线收发模块连接，所述无线收发模块通过无线路由器分别与PC机、移动终端连接。

进一步，所述电源模块包括有220V交流电、直流锂电池、充电式锂电池，所述监测单元、数据分析处理模块以及无线收发模块采用充电式锂电池进行供电，所述一体机、阀门启闭系统采用220V交流电及直流锂电池双向供电。

进一步，所述倾角传感器可以为单轴、双轴、三轴倾角仪中的一种。

本发明的有益效果是：

1、本发明便于安装、防水性能强，不受作业环境的限制，能收集实时监测数据完成对水闸闸门运行中的动态监测，以利于操作人员实施掌握水下检修门的运行动态，并根据数据在水闸各项数值超出允许范围之前，提前发出预警信号，暂停对故障闸门进行的操作运行。

2、本发明有利于提高闸门、检修门安全运行条件，降低安全事故发生，延长工作闸门、检修门使用寿命及维修养护周期。

3、本发明应用ZigBee无线数据传输，具有低功耗、延时短、信息传输可靠的优点，且通过无线路由器能完成对共享设备的无线数据发送；采用自动收放式浮标天线，能良好的将水下数据导出水面，确保设备监测信号的收发。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1是本发明结构示意图，该结构一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，水下安全平衡监测预警设备设置在防水外壳内，其包括无线收发模块、数据分析处理模块、阀门启闭系统、监测单元、电源模块，监测单元包括有数据收集模块。

无线收发模块包括有ZigBee无线收发模块、自动收放式浮标天线，ZigBee无线收发模块具有多点采集、多点发送、多点接收的功能。ZigBee无线收发模块与自动收放式浮标天线连接，监测单元通过数据分析处理模块与无线收发模块连接，数据分析处理模块与阀门启闭系统连接，数据分析处理模块完成对接收监测单元发送数据进行后台处理，实现对监测数据的分析、转换，并将监测单元实时监测数据反映至一体机的显示屏上，通过显示屏直观掌握闸门运行中的动态。阀门启闭系统包括有阀门纠偏执行单元、阀门停止执行单元、预警单元，数据分析处理模块依据设定的数据对超出平衡设定值的阀门进行预警、纠偏、停止等自动运行。一体机作为显示部分，通过GPS通信模块可与无线收发模块连接，完成对ZigBee信号的接收，并将ZigBee信号通过自身建立局域网发送共享数据，无线收发模块通过无线路由器分别与PC机、移动终端连接。

电源模块包括有220V交流电、直流锂电池、充电式锂电池，监测单元、数据分析处理模块以及无线收发模块采用充电式锂电池进行供电，一体机、阀门启闭系统采用220V交流电及直流锂电池双向供电。

数据收集模块采用倾角传感器，其角度精度按要求可选择0.01-0.001度之间，并按需求可以选择相应单轴、双轴、三轴倾角仪中的一种。倾角传感器具备开关报警量输出，可以使倾角传感器在融入设备中具备对阀门偏斜超出设定值时对主控机械进行报警输出。

设备安装在检修闸门时，检修门因工作特殊性，设备必须与检修门同时浸入水下进行监测检修门在水下的动态运行情况，设备防水外壳可防止外部水进入设备的安置空间，具有防水效果。由于ZigBee无线收发模块装置同时也会浸入水下，无线信号水下传输较为困难，因此采用自动收放浮标天线将水下数据导出水面，确保设备监测信号的收发。

由于工作阀门与检修阀门的工作方式的不同，因此需要将水下安全平衡监测预警设备分别设置于左、右抓钩以及启闭机抓梁之上，用以监测抓钩在运行中的状态，实现一套设备兼顾多种阀门的问题。

本发明作业时，先安装设备供电电源，开启阀门动态水下安全平衡监测预警设备；按工作阀门、检修阀门启闭要求进行启闭；当发现偏斜预警时，依据设备预警部位排除预警故障；发现因钢丝绳原因造成偏斜时，使用矫正组件进行应急矫正；若检修阀门启闭发现抓钩虚抓现象，暂停起吊并按检修阀门操作规程排除故障重新抓吊。

本发明便于安装、防水性能强，不受作业环境的限制，在实际运行中设备不仅可以完成对工作闸门等常规闸门的监测预警，更能完成检修门水下运行监测，极大的保证了水闸安全运行。且本设备操作简便，反应闸门实时运行动态灵敏，有利于水闸操作人员实时掌握水闸闸门运行动态，有助于水闸操作人员对故障问题判断、排除。设备的安装简便，不改变闸门现有结构，保证了闸门的整体完整性、安全性。设备在闸门运行平衡数据监测，可以良好的掌握闸门在工作中的运行状态，有利于避免闸门在运行中产生的偏斜、卡阻及检修门跌落等安全事故的发生。

Claims (3)

1.一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，其特征在于：所述水下安全平衡监测预警设备设置在防水外壳内，其包括无线收发模块、数据分析处理模块、阀门启闭系统、监测单元、电源模块，所述水下安全平衡监测预警设备分别设置于左、右抓钩以及启闭机抓梁之上，所述监测单元包括有数据收集模块，所述数据收集模块采用倾角传感器，所述倾角传感器设有开关报警输出单元，并通过对主控机械进行报警输出，所述无线收发模块包括有ZigBee无线收发模块、自动收放式浮标天线，所述ZigBee无线收发模块与自动收放式浮标天线连接，所述监测单元通过数据分析处理模块与无线收发模块连接，所述数据分析处理模块与阀门启闭系统连接，所述数据分析处理模块完成对接收监测单元发送数据进行后台处理，并将所述监测单元实时监测数据反映至一体机的显示屏上，通过显示屏直观掌握闸门运行中的动态，所述阀门启闭系统包括有阀门纠偏执行单元、阀门停止执行单元、预警单元，所述一体机通过GPS通信模块与无线收发模块连接，所述无线收发模块通过无线路由器分别与PC机、移动终端连接。

2.根据权利要求1所述的一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，其特征在于：所述电源模块包括有220V交流电、直流锂电池、充电式锂电池，所述监测单元、数据分析处理模块以及无线收发模块采用充电式锂电池进行供电，所述一体机、阀门启闭系统采用220V交流电及直流锂电池双向供电。

3.根据权利要求1所述的一种闸门动态水下安全平衡监测预警设备，其特征在于：所述倾角传感器可以为单轴、双轴、三轴倾角仪中的一种。