CN111609959A - 监测系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监测系统及其控制方法，涉及电力施工技术领域，本发明的主要技术方案为：监测系统，用于牵引机的监测，其包括力传感器、力变化速率分析仪以及报警装置，力传感器与牵引机的输出端电连接，用于检测牵引机的牵引力数据；力变化速率分析仪包括滤波采样装置和处理器；滤波采样装置与力传感器的输出端电连接，接收牵引机的牵引力数据并进行滤波采样；处理器与滤波采样装置的输出端电连接，根据预设时间内的牵引力数据样本计算牵引机的牵引力变化速率并比较牵引力变化速率与预设值；报警装置的输入端与处理器的输出端电连接，用于接收报警指令并发出报警信号；当处理器判断牵引力变化速率大于预设值时，则向报警装置发送报警指令。

Description

监测系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电力施工技术领域，尤其涉及一种监测系统及其控制方法。

背景技术

当前输电线路均采用张力架线施工，特别是特高压线路架线过程中，牵引力最大能达到16吨左右，在牵引力如此大的情况下，线路上一旦出现例如：导线跳槽、走板卡住等常见故障时会造成每基铁塔倾斜甚至倾倒等安全隐患，故而，当前国内外的牵引设备上都装设了安全预调装置，限定牵引设备的最大牵引力，以防止上述故障。

由于牵引设备的安全预调装置只限定了最大牵引力，也就是说如果牵引力短时间内极速增大却未达到设定值，牵引机则不会报警，但是牵引力极速增大期间即说明线路某处出现了故障，但是此时，牵引设备并不能报警；进而，输电线路施工中便存在安全“盲区”，给施工带来了极大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种监测系统及其控制方法，主要目的是解决现有技术中在进行张力架线施工中忽略了牵引力短时间内迅速变大是引起线路故障的预警信号，从而无法预先防范，造成安全“盲区”，给施工带来了极大的安全隐患的问题。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种监测系统，用于牵引机的监测，其包括：

力传感器，所述力传感器与所述牵引机的输出端电连接，用于检测所述牵引机的牵引力数据；

力变化速率分析仪，所述力变化速率分析仪包括滤波采样装置和处理器；所述滤波采样装置与所述力传感器的输出端电连接，接收所述牵引机的牵引力数据并进行滤波采样；所述处理器与所述滤波采样装置的输出端电连接，根据预设时间内的牵引力数据样本计算所述牵引机的牵引力变化速率并比较所述牵引力变化速率与预设值；

报警装置，所述报警装置的输入端与所述处理器的输出端电连接，用于接收报警指令并发出报警信号；

其中，当所述处理器判断所述牵引力变化速率大于所述预设值时，则向所述报警装置发送报警指令。

可选地，前述的监测系统，其中所述滤波采样装置包括滤波器、信号放大器以及AD采样单元；

所述滤波器的输入端与所述力传感器电连接，接收所述牵引机的牵引力数据并滤除干扰信号；

所述信号放大器的输入端与所述滤波器的输出端电连接，且所述信号放大器的输出端与所述AD采样单元的输入端电连接，放大经过滤除操作的牵引机的牵引力数据至所述AD采样单元的有效采样范围；

所述AD采样单元的输出端与所述处理器电连接，按照预设频率发送单次采样的样本至所述处理器；

其中，所述预设频率的时间间隔小于所述预设时间。

可选地，前述的监测系统，其中所述处理器包括计算单元、判断单元以及存储单元；

所述计算单元与所述滤波采样装置、所述存储单元电连接，用于计算单次采集的牵引力数据样本的平均牵引力并存储至所述存储单元；并且所述计算单元计算所述预设时间内多个平均牵引力中相邻两平均牵引力间的牵引力变化率并求平均值，所述牵引力便变化率平均值为所述牵引力变化速率；

所述判断单元与所述计算单元、所述报警装置电连接，用于接收所述牵引力变化率的平均值并比较所述牵引力变化率的平均值与所述预设值；

其中，当所述牵引力变化率的平均值大于所述预设值，所述判断单元发送报警指令至所述报警装置。

可选地，前述的监测系统，其中所述力变化速率分析仪还包括输入装置和显示装置；

所述输入装置与所述处理器的输入端电连接，设定所述预设值以及所述预设时间；

所述显示装置与所述处理器的输出端电连接，显示所述预设值和所述牵引力变化速率。

可选地，前述的监测系统，其中所述报警装置与所述牵引机的驱动装置信号连接，发送急停信号至所述牵引机的驱动装置。

可选地，前述的监测系统，其中所述力传感器为扭矩传感器，所述扭矩传感器与所述牵引机的输出轴电连接。

另一方面，本申请实施例提供了一种监测系统的控制方法，其包括如下步骤：确定牵引机牵引力变化速率的预设值并输入所述预设值至力变化速率分析仪；

连接力传感器与所述牵引机的输出端、连接力传感器与力变化速率分析仪、连接所述力变化速率分析仪与报警装置；

检测所述牵引机的牵引力数据，并根据所述牵引力数据计算预设时间内所述牵引机的牵引力变化速率；

比较所述牵引力变化速率与所述预设值，当所述牵引力变化速率大于所述预设值，发送报警指令至所述报警装置；

所述报警装置报警。

进一步地，前述确定牵引机牵引力变化速率的预设值并输入所述预设值至力变化速率分析仪的步骤，包括

获取架线区段走径特征参数，结合审定施工方案，计算直线塔牵引力变化率和转角塔牵引力变化率，选取所述直线塔牵引力变化率和转角塔牵引力变化率最大值作为所述预设值。

进一步地，前述检测所述牵引机的牵引力数据，并根据所述牵引力数据计算预设时间内所述牵引机的牵引力变化速率的步骤，包括

按照预设频率进行所述牵引力数据的采样，求取预设时间内多个样本间的牵引力变化率并求平均值，所述牵引力变化率的平均值为所述牵引率变化速率。

进一步地，前述按照预设频率进行所述牵引力数据的采样，求取预设时间内多个样本间的牵引力变化率并求平均值的步骤，包括

求取单次采样样本的平均牵引力并进行存储，求取预设时间内多个平均牵引力中相邻两平均牵引力间的牵引力变化率并求平均值。

进一步地，前述报警装置报警的步骤，包括

所述报警装置发出报警信息和/或所述报警装置向所述牵引机发送急停信号。

本发明实施例提出的一种监测系统及其控制方法，用于解决现有技术中在进行张力架线施工中忽略了牵引力短时间内迅速变大是引起线路故障的预警信号，从而无法预先防范，造成安全“盲区”，给施工带来了极大的安全隐患的问题；本申请中的监测系统，通过力传感器实施检测牵引机输出的牵引力数据，传输至所述力变化速率分析仪的滤波采样装置内滤除现场施工环境的干扰信号后进行采样，再由所述处理器进行分析处理计算，得出预设时间内牵引力变化速率，进一步地比较所述牵引力变化速率与预设值，若牵引力变化速率大于所述预设值，则通过所述报警器发出报警信号，以便于施工人员及时处理或调整，具有预见性，能够提前且有效检测牵引机牵引力在短时间内的变化，有助于提前发现安全隐患，且本申请中的监测系统为自动化检测及报警，符合前过程机械化施工的理念，降低了施工人员对安全施工的影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种检测系统的详细结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种检测系统的控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种检测系统的控制方法的详细流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种检测系统的控制方法中直线塔的受力分析示意图；

图6为本发明实施例提供的一种检测系统的控制方法中转角塔的受力分析示意图；

图中：传感器1、力变化速率分析仪2、滤波采样装置21、滤波器211、信号放大器212、AD采样单元213、处理器22、计算单元221、判断单元222、存储单元223、输入装置23、显示装置24、报警装置3。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种检测系统及其控制方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

实施例1

参考附图1，本发明提供的一种监测系统，其包括力传感器1、力变化速率分析仪2以及报警装置3；所述力传感器1与所述牵引机的输出端电连接，用于检测所述牵引机的牵引力数据；所述力变化速率分析仪2包括滤波采样装置21和处理器22；所述滤波采样装置21与所述力传感器1的输出端电连接，接收所述牵引机的牵引力数据并进行滤波采样；所述处理器22与所述滤波采样装置21的输出端电连接，根据预设时间内的牵引力数据样本计算所述牵引机的牵引力变化速率并比较所述牵引力变化速率与预设值；所述报警装置3的输入端与所述处理器22的输出端电连接，用于接收报警指令并发出报警信号；

其中，当所述处理器22判断所述牵引力变化速率大于所述预设值时，则向所述报警装置3发送报警指令。

具体的，为了解决现有技术中在进行张力架线施工中忽略了牵引力短时间内迅速变大是引起线路故障的预警信号，从而无法预先防范，造成安全“盲区”，给施工带来了极大的安全隐患的问题，本发明提供一种监测系统，其包括所述力传感器1、所述力速率变化分析仪2以及所述报警装置3，其通过力传感器1实施检测牵引机的牵引力数据，并将所述牵引机的牵引力数据发送至所述力变化速率分析仪进行处分分析比较，上述牵引力数据通过所述力变化速率分析仪2的滤波采样装置21滤除现场干扰信号后进行采样，并将样本在处理器内进行处理分析计算比较，得出预设时间内牵引力变化速率，并比较所述牵引力变化速率与预设值，当所述处理器22判断所述牵引力变化速率大于所述预设值时，则向所述报警装置3发送报警指令，报警器3发出报警信息，使得施工人员能够及时处理或预防。

其中，所述力传感器1为将力信号转变为电信号输出的电子元件，即具有检测力大小功能的装置；本实施例中可以将所述力传感器1设置为扭矩传感器或液压传感器等，例如：当所述力传感器1设置为液压传感器时，将所述液压传感器设置在牵引机的液压机构上，间接的反应牵引力；当所述力传感器1设置为扭矩传感器时，将所述扭矩传感器与牵引机的输出轴电连接，能够直角准确的进行牵引力的检测，本实施例中优选地将所述力传感器设置为扭矩传感器。

其中，所述力变化速率分析仪2为具有数据收发、处理分析比较的功能，通过所述滤波采样装置21和所述处理器22组合而成，所述滤波采样装置21具有数据收发、滤波和采样功能，可以通过编程实现，在此不过过多赘述；所述处理器22具有数据收发、处理分析比较的功能可以通过编程实现，在此不过过多赘述；所述滤波采样装置21和所述处理器22配合对上述牵引机的牵引力数据进行采样计算，得出所述牵引机的牵引力变化速率并比较所述牵引力变化速率与预设值，当所述处理器22判断所述牵引力变化速率大于所述预设值时，则向所述报警装置3发送报警指令，所述报警装置3发出报警信息；其中所述预设值为预先估算后设定在所述处理器22内的临界值或阈值，表示所述牵引机的牵引力在预设时间内增大速率的临界值或阈值，若牵引力在预设时间内的增大速率超过所述预设值，则说明架线线路此时某处出现故障，如果不进行调整或处理，则线路中极有可能出现基塔倾斜或倒塌的问题；其中，所述预设值的估算方法将在下述内容中详细说明。

其中，所述报警器3为具有发出报警信号功能的装置，例如：声光报警器、语音播报器、蜂鸣器等等，可以设置其发出蜂鸣警报、语音播报、灯光提醒，以及上述三种方式的组合方式，对于本本领域技术人员来说并不是难以实现的，在此不做过多赘述。

根据上述所列，本申请中的监测系统，通过力传感器1实施检测牵引机输出的牵引力数据，传输至所述力变化速率分析仪的滤波采样装置21内滤除现场施工环境的干扰信号后进行采样，再由所述处理器22进行分析处理计算，得出预设时间内牵引力变化速率，进一步地比较所述牵引力变化速率与预设值，若牵引力变化速率大于所述预设值，则通过所述报警器3发出报警信号，以便于施工人员及时处理或调整，具有预见性，能够提前且有效检测牵引机牵引力在短时间内的变化，有助于提前发现安全隐患，且本申请中的监测系统为自动化检测及报警，符合前过程机械化施工的理念，降低了施工人员对安全施工的影响。

进一步的，参考附图2，本发明的一个实施例提出的一种检测系统，在具体实施中，所述滤波采样装置21包括滤波器211、信号放大器212以及AD采样单元213；

所述滤波器211的输入端与所述力传感器1电连接，接收所述牵引机的牵引力数据并滤除干扰信号；

所述信号放大器212的输入端与所述滤波器211的输出端电连接，且所述信号放大器212的输出端与所述AD采样单元213的输入端电连接，放大经过滤除操作的牵引机的牵引力数据至所述AD采样单元213的有效采样范围；

所述AD采样单元213的输出端与所述处理器22电连接，按照预设频率发送单次采样的样本至所述处理器22；其中，所述预设频率的时间间隔小于所述预设时间。

具体的，为了实现所述滤波采样装置21的滤波采样，保证检测数据的准确性、实时性以及安全性，本实施例中将所述滤波采样装置21设置为由所述滤波器211、所述信号放大器212以及所述采样单元213相互配合；所述滤波器211可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率的电源信号，本实施例中通过所述滤波器211将所述力传感器1发出的电压信号中的电源噪声干扰、电磁干扰等信号进行滤除，保留牵引力电压信号，保证后期采样数据的准确性；这对于本领域技术人员并不是难以实现的，在此不做过多赘述。所述信号放大器212为用于放大电信号的装置，由于电信号均较小，不利于后续的采样以及处理分析，这对于本领域技术人员来说并不是难以实现的，在此不做过多赘述。同时，所述AD采样单元213为具有有效采样范围内信号的功能(所述AD采样单元213即为A/D芯片)，则所述信号放大单元212则需要将牵引力的数据信号放大到所述AD采样单元213的有效采样范围内，从而才会被所述AD采样单元213采集到进而用于后续的分析处理，例如：所述AD采样单元213的有效采样单位即适用范围为5-10v，那么只有在该区间内的电压信号才可以作为样本被采集，原始牵引力数据由所述力传感器1输出时可能为0.02-0.1v的电压信号，那么所述信号放大器212则需要进行100倍的放大倍数，使得牵引力的电压信号中的部分能够作为样本被采集，这有过程成为数据采集滤波，对于本领域技术人员来说并不是难以实现的，在此不做过多赘述；需要说明的是：上述的数据举例仅限于举例，并不限制本申请的保护范围。其中，所述处理器22会对多次采集的样品进行计算牵引力变化速率的平均值以保证数据的准确性，则，将所述AD采样单元213设置为按照预设频率进行采样，则在预设时间内能够进行多次采集，例如：100ms采集一次，则在预设时间内(例如10ms)则需要采集10组样本进行分析处理，保证数据处理的可靠性。

进一步的，参考附图2，本发明的一个实施例提出的一种监测系统，在具体实施中，所述处理器22包括计算单元221、判断单元222以及存储单元223；

所述计算单元221与所述滤波采样装置211、所述存储单元223电连接，用于计算单次采集的牵引力数据样本的平均牵引力并存储至所述存储单元223；并且所述计算单元221计算所述预设时间内多个平均牵引力中相邻两平均牵引力间的牵引力变化率并求平均值，所述牵引力便变化率平均值为所述牵引力变化速率；

所述判断单元222与所述计算单元221、所述报警装置3电连接，用于接收所述牵引力变化率的平均值并比较所述牵引力变化率的平均值与所述预设值；

其中，当所述牵引力变化率的平均值大于所述预设值，所述判断单元223发送报警指令至所述报警装置3。

具体的，为了实现对多次牵引力数据样本的处理分析计算与比较，求得较为准确的牵引力变化速率，本实施例中将所述处理器22设置为包括所述计算单元221、所述判断单元222以及所述存储单元223；所述计算单元221具有数据统计计算的功能，其可以通过简单编程实现，在此不做过多赘述，本实施例中所述计算单元221对所述AD采样单元213的单次采样数据进行求平均值，则求出平均牵引力(利用平均牵引力求出的后续数据则会较为准确或比较具有普遍性)，例如：第一个100ms内所述AD采样单元213采集到了8个牵引力数据，则所述计算单元221则会求出该8个牵引力的平均牵引力，而后将该平均牵引力存储在所述存储单元223内，待后续得到多个平均牵引力后再次取用，接着待到预设时间后，例如：预设时间为10ms，则所述存储单元223内则会存有10个牵引力平均值，所述计算单元221会将所述存储单元223内的10个牵引力平均值调用出来，并求取相邻两个平均牵引力之间的变化速率，10个平均牵引力则会求出9个变化速率，为保证数据的准确性和普遍性，本实施例中的所述计算单元221将上述9个变化速率求取平均值，该平均值即为所述牵引力变化速率。

进一步的，如图2所示，本发明的一个实施例提出的一种监测系统，在具体实施中，所述力变化速率分析仪2还包括输入装置23和显示装置24；

所述输入装置23与所述处理器22的输入端电连接，设定所述预设值以及所述预设时间；

所述显示装置24与所述处理器22的输出端电连接，显示所述预设值和所述牵引力变化速率。

具体的，为了实现所述力变化速率分析仪2的智能化、实用性及便捷性，本实施例中，将所述输入装置23和所述显示装置24与所述处理器22配合，使得所述率变化速率分析仪2更加智能化；所述输入装置23为触控显示屏幕和/或机械输入装置，当所述输入装置23为触控显示屏幕时，则所述输入装置23与所述显示装置24合二为一，用于通过触控编辑的方式将所述预设值和所述预设时间预先设定在所述处理器22中，对于本领域技术人员来说并不是难以实现的，在此不做过多赘述；当所述输入装置23为机械输入装置，例如：键盘时，所述键盘与所述处理器22电连接，用于通过敲击编辑的方式将所述预设值和所述预设时间预先设定在所述处理器22中，对于本领域技术人员来说并不是难以实现的，在此不做过多赘述。

实施例2

进一步的，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的检测系统，在具体实施中，所述报警装置3与所述牵引机的驱动装置信号连接，发送急停信号至所述牵引机的驱动装置。

具体的，为了实现检测系统的自动化与智能化，避免由于人为主观误判造成的故障发生，本实施例中，将所述报警装置3与牵引机的驱动装置信号连接，此处的信号连接可以是有线的电连接，也可以是无线的蓝牙等连接方式，在此不做过多赘述；具体的，当所述力变化速率分析仪2判断牵引力变化速率大于所述预设值，那么所述力变化速率分析仪2发送报警指令至所述报警装置3，所述报警装置3发出报警信号的同时还会向所述牵引机的驱动装置发送急停信号，使得所述牵引机的驱动装置停止工作，即急停所述牵引机，避免此过程中有人操作人员的误判的或作业条件不允许的情况下无法处理现有故障，导致的故障损失较大。

进一步地，本发明实施例提供一种张力架线系统，其包括实施例1中的监测系统和牵引机；所述监测系统的力传感器1与所述牵引机的输出轴电连接。

具体操作方式参照实施例1和实施例2中的详细描述，在此不做过多赘述。

进一步地，本发明实施例提供的一种张力架线系统，其中所述监测系统的报警装置3与所述牵引机的驱动装置信号连接，用于在发出报警信号的同时向所述驱动装置发送急停信号，详细实施方式参照实施例1和实施例2的详细说明，在此不做过多赘述。

实施例3

进一步地，参考附图3，本发明实施例提供的一种监测系统的控制方法，在具体实施中，其包括如下步骤：

101、确定牵引机牵引力变化速率的预设值并输入所述预设值至力变化速率分析仪；

具体的，根据施工图纸获取架线区段走径特征参数，结合审定施工方案，通过张力架线计算方法计算直线塔牵引力变化率和转角塔牵引力变化率，选取所述直线塔牵引力变化率和转角塔牵引力变化率最大值作为所述预设值。

102、连接力传感器1与所述牵引机的输出端、连接力传感器1与力变化速率分析仪2、连接所述力变化速率分析仪2与报警装置3；

将所述力传感器1的输入端连接至所述牵引机的输出轴上，所述力传感器1的输出端连接至所述力变化分析仪2的滤波采样装置21上，在将所述力变化速率分析仪2的处理单元22连接至所述报警装置3上；此处所述报警装置3可以信号连接所述牵引机的驱动装置也可以不进行连接，均为本申请提供的两个实施例。

103、检测所述牵引机的牵引力数据，并根据所述牵引力数据计算预设时间内所述牵引机的牵引力变化速率；

具体的，按照预设频率进行所述牵引力数据的采样，求取预设时间内多个样本间的牵引力变化率并求平均值，所述牵引力变化率的平均值为所述牵引率变化速率；

更具体的是，求取单次采样样本的平均牵引力并进行存储，求取预设时间内多个平均牵引力中相邻两平均牵引力间的牵引力变化率并求平均值。

104、比较所述牵引力变化速率与所述预设值，当所述牵引力变化速率大于所述预设值，发送报警指令至所述报警装置；

105、所述报警装置3报警；

具体的，所述报警装置3发出报警信息和/或所述报警装置3向所述牵引机发送急停信号。

进一步地，参考附图4，本申请实施例提供的一种监测系统的控制方法，在具体实施中，上述步骤101具体为以下步骤：

201、通过设计图纸，获取架线区段走径特征参数；

例如，跨越物距离、跨越架下跨越物分类、塔型选择、线与跨越物安全距离、地线支架高、地线滑车挂具长、横担前后导线挂点距离、导线滑车挂具长、导地线数据、塔位高程、档距、铁塔高度、绝缘子串长度、导地线参数等等参数；上述参数能够通过设计图纸直接获取，是本领域技术人员熟知的，在此不做过多赘述。

202、根据架线区段走径特征参数，结合审定的施工方案，通过张力架线计算方法得出，展放导引绳、牵引绳、导线时，每个放线档内牵引力、张力、每基塔放线滑车的包络角等参数；

所述张力架线计算方法为本领域技术人员熟知的，在此不做过多赘述。

203、计算直线塔牵引力变化率kz和转角塔牵引力变化率k_j，选取所述直线塔牵引力变化率kz和转角塔牵引力变化率k_j最大值作为所述预设值；且步骤203后直接执行步骤102；

具体的，由于电线铺设下路中的线缆需要经过直线塔和转角塔，因而走板有可能在两种基塔上发生卡顿或跳槽等故障，进而会使得牵引力在短时间内极速增大；

参考附图5，是线缆在直线塔的滑车上容易发生的问题，线缆在B位置滑车上受拉力向左移动是正常的状态，当线缆跳槽时，线缆或走板卡在滑车上，使得滑车被线缆带动发生偏移至A位置，此时B和A之间的夹角α决定了基塔是否会倾斜会倒塌，根据经验得出夹角α为60度时极易出现基塔的倾斜或倒塌，因而本实施例中将夹角α＝60度作为基准值，计算滑车由B到A期间线缆受到的牵引力的变化速率即为本实施例所需；基塔上设置滑车的悬垂绝缘子长度为定值L，由于滑车在A位置时，线缆受到的拉力F1最大，且由B位置到A位置过程中线缆受的拉力一定是增大的，所以此期间线缆的收到拉力的变化值为F1-F2，则直线塔牵引力变化率kz＝(F1-F2)/t，t则为滑车由B位置转到A位置所需要的时间，该时间t过程中滑车走过了以悬垂绝缘子长度L为半径，角度为60的弧长即Lπ/3，张力机的放线速度v已知，因而时间t＝Lπ/3v，进一步的，直线塔牵引力变化率kz＝3v(F1-F2)/Lπ；

参考附图6，是线缆在转角塔的滑车上容易发生的问题，B位置时受拉力F2，走板卡在滑车或线缆跳槽，使得牵引力开始增大，直至走板运动在A位置，此时牵引机拉力最大F1，B到A之间的是包络角β，在步骤202中已经求出，滑车的轮槽底径为D，原理同上，走板由B运动到A过程拉力一定是增大的，此期间线缆的收到拉力的变化值为F1-F2，则直线塔牵引力变化率kz＝(F1-F2)/t，t则为走板由B位置转到A位置所需要的时间，该时间t过程中滑车走过了滑车的一段弧长，即包络角β对应的弧长πDβ/360，张力机的放线速度v已知，因而时间t＝πDβ/360v，进一步的，直线塔牵引力变化率kz＝360v(F1-F2)/πDβ；

具体的，每一条铺设线路中均有直线塔和转角塔两种基塔，进而在上述计算出的两种力变化率中选择一个最大值作为所述预设值。

进一步地，参考附图4，本申请实施例提供的一种监测系统的控制方法，在具体实施中，上述步骤103具体为以下步骤：

301、所述滤波采样装置211按照预设平率进行采样，并发送单次采样样本至所述处理器22；

所述滤波采样装置211在滤波、放大以及采样的操作过程请参照上述实施例1的详细内容，在此不做过多赘述。

302、所述处理器22中的计算单元221接收样本求平均牵引力并存储；

303、所述处理器22中的计算单元221计算预设时间内多个平均牵引力中相邻两个平均牵引力之间的牵引力变化速率并求平均值；

第一个100ms内所述AD采样单元213采集到了8个牵引力数据，则所述计算单元221则会求出该8个牵引力的平均牵引力，而后将该平均牵引力存储在所述存储单元223内，待后续得到多个平均牵引力后再次取用，接着待到预设时间后，例如：预设时间为10ms，则所述存储单元223内则会存有10个牵引力平均值，所述计算单元221会将所述存储单元223内的10个牵引力平均值调用出来，并求取相邻两个平均牵引力之间的变化速率，10个平均牵引力则会求出9个变化速率，为保证数据的准确性和普遍性，本实施例中的所述计算单元221将上述9个变化速率求取平均值，该平均值即为所述牵引力变化速率；该步骤后直接执行步骤104。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种监测系统，用于牵引机的监测，其特征在于，其包括：

力传感器，所述力传感器与所述牵引机的输出端电连接，用于检测所述牵引机的牵引力数据；

力变化速率分析仪，所述力变化速率分析仪包括滤波采样装置和处理器；所述滤波采样装置与所述力传感器的输出端电连接，接收所述牵引机的牵引力数据并进行滤波采样；所述处理器与所述滤波采样装置的输出端电连接，根据预设时间内的牵引力数据样本计算所述牵引机的牵引力变化速率并比较所述牵引力变化速率与预设值；

报警装置，所述报警装置的输入端与所述处理器的输出端电连接，用于接收报警指令并发出报警信号；

其中，当所述处理器判断所述牵引力变化速率大于所述预设值时，则向所述报警装置发送报警指令。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：

所述滤波采样装置包括滤波器、信号放大器以及AD采样单元；

所述滤波器的输入端与所述力传感器电连接，接收所述牵引机的牵引力数据并滤除干扰信号；

所述信号放大器的输入端与所述滤波器的输出端电连接，且所述信号放大器的输出端与所述AD采样单元的输入端电连接，放大经过滤除操作的牵引机的牵引力数据至所述AD采样单元的有效采样范围；

所述AD采样单元的输出端与所述处理器电连接，按照预设频率发送单次采样的样本至所述处理器；

其中，所述预设频率的时间间隔小于所述预设时间。

3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：

所述处理器包括计算单元、判断单元以及存储单元；

所述计算单元与所述滤波采样装置、所述存储单元电连接，用于计算单次采集的牵引力数据样本的平均牵引力并存储至所述存储单元；并且所述计算单元计算所述预设时间内多个平均牵引力中相邻两平均牵引力间的牵引力变化率并求平均值，所述牵引力便变化率平均值为所述牵引力变化速率；

所述判断单元与所述计算单元、所述报警装置电连接，用于接收所述牵引力变化率的平均值并比较所述牵引力变化率的平均值与所述预设值；

其中，当所述牵引力变化率的平均值大于所述预设值，所述判断单元发送报警指令至所述报警装置。

4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：

所述力变化速率分析仪还包括输入装置和显示装置；

所述输入装置与所述处理器的输入端电连接，设定所述预设值以及所述预设时间；

所述显示装置与所述处理器的输出端电连接，显示所述预设值和所述牵引力变化速率。

5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：

所述报警装置与所述牵引机的驱动装置信号连接，发送急停信号至所述牵引机的驱动装置。

6.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：

所述力传感器为扭矩传感器，所述扭矩传感器与所述牵引机的输出轴电连接。

7.基于权利要求1-6任一所述的检测系的检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

确定牵引机牵引力变化速率的预设值并输入所述预设值至力变化速率分析仪；

连接力传感器与所述牵引机的输出端、连接力传感器与力变化速率分析仪、连接所述力变化速率分析仪与报警装置；

检测所述牵引机的牵引力数据，并根据所述牵引力数据计算预设时间内所述牵引机的牵引力变化速率；

比较所述牵引力变化速率与所述预设值，当所述牵引力变化速率大于所述预设值，发送报警指令至所述报警装置；

所述报警装置报警。

8.根据权利要求7所述的监测系统的检测方法，其特征在于：所述确定牵引机牵引力变化速率的预设值并输入所述预设值至力变化速率分析仪的步骤，包括

获取架线区段走径特征参数，结合审定施工方案，计算直线塔牵引力变化率和转角塔牵引力变化率，选取所述直线塔牵引力变化率和转角塔牵引力变化率最大值作为所述预设值。

9.根据权利要求7所述的监测系统的检测方法，其特征在于：所述检测所述牵引机的牵引力数据，并根据所述牵引力数据计算预设时间内所述牵引机的牵引力变化速率的步骤，包括

按照预设频率进行所述牵引力数据的采样，求取预设时间内多个样本间的牵引力变化率并求平均值，所述牵引力变化率的平均值为所述牵引率变化速率。

10.根据权利要求7所述的监测系统的检测方法，其特征在于：按照预设频率进行所述牵引力数据的采样，求取预设时间内多个样本间的牵引力变化率并求平均值的步骤，包括

求取单次采样样本的平均牵引力并进行存储，求取预设时间内多个平均牵引力中相邻两平均牵引力间的牵引力变化率并求平均值。

11.根据权利要求7所述的监测系统的检测方法，其特征在于：所述报警装置报警的步骤，包括

所述报警装置发出报警信息和/或所述报警装置向所述牵引机发送急停信号。

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