CN112357768A - 塔材起吊情况的监测装置及其监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种塔材起吊情况的监测装置及其监测方法，其特征在于，包括：由无线集成传感器和抱杆倾角传感器组成的传感器组、自组建无线局域网络与监测终端；所述无线集成传感器安装于起吊绳挂钩上方，用于同时对塔材起吊高度和起吊绳工作倾角进行监测；所述抱杆倾角传感器安装于抱杆上，用于监测抱杆实时工作倾角；所述监测终端通过自组建无线局域网络采集传感器组获取的数据。其能够有效解决现有以经验法为主的塔材起吊过程监测中无法快速准确获取塔材起吊过程实时情况的技术问题。

Description

塔材起吊情况的监测装置及其监测方法
技术领域
本发明属于输电线路铁塔施工技术领域，尤其涉及一种塔材起吊情况的监测装置及其监测方法。
背景技术
随着电力建设的快速发展，输电线路电压等级不断提高，铁塔组立施工面临更加复杂甚至危险的工况。特别是在组立一些塔身较高的高压铁塔时，由于地面指挥人员和塔上操作人员相距较远，其听力、视距均受限，在起吊塔材时可能发生塔材与已组塔身碰撞甚至塔材脱落坠地或塔材越过就位高度的事故。这不仅降低了正常施工效率，而且造成施工风险极为巨大。因此，为保证铁塔组立施工的安全，提升施工效率，需要对塔材起吊过程就位高度和距离进行实时监测。
目前，在输电铁塔建设领域，对塔材起吊过程就位高度和距离监测的主要方法是经验法，即施工人员结合个人施工经验和现场施工情况，对起吊塔材就位高度和塔材与塔身距离做出判断，并据此调节牵引设备放线速度和控制绳方向。显然采用经验法进行塔材起吊监测受操作人员自身经验影响较大，无法对塔材起吊过程中危险情况做出迅速准确的反应，易造成安全事故。
在其他领域，CN208087072U公开了一种多功能智能型塔吊监测采集系统，其传感器部分设置了包括高度传感器、重量传感器、风速传感器和红外线传感器对重物高度、重物重量、现场风速和重物下方情况进行监测。但应用于输电铁塔建设领域，其忽视了塔材与已组塔身碰撞的危险，并未对塔材与塔身设置监测，无法对塔材起吊情况起到安全监测的效果；CN210438292U公开了一种塔吊无线吊重监测系统，其通过安装于吊臂上的吊钩距离传感器来测量吊钩与塔身之间距离。但应用于输电铁塔建设领域，由于铁塔塔身为格构式结构，距离传感器的测量介质(声波或激光)无法通过塔身正常折返接收。因此这种方法在输电铁塔建设领域应用效果极差，从而难以实现塔材起吊情况的准确监测。
发明内容
针对现有方案存在的缺陷和不足，本发明一种塔材起吊情况的监测装置及其监测方法，解决现有输电铁塔组立中塔材起吊监测过程无法迅速准确获取塔材起吊过程就位高度和塔材与塔身距离的技术问题。
其具体采用以下技术方案：
一种塔材起吊情况的监测装置，其特征在于，包括：由无线集成传感器和抱杆倾角传感器组成的传感器组、自组建无线局域网络与监测终端；所述无线集成传感器安装于起吊绳挂钩上方，用于同时对塔材起吊高度和起吊绳工作倾角进行监测；所述抱杆倾角传感器安装于抱杆上，用于监测抱杆实时工作倾角；所述监测终端通过自组建无线局域网络采集传感器组获取的数据。
优选地，所述无线集成传感器由监测塔材就位高度的QYG-A无线高度传感器、监测起吊绳倾角的QDSQ-90无线倾角传感器组成。
优选地，所述塔材起吊是将起吊绳一端与塔材绑扎固定，另一端通过单轮朝天滑车、腰滑车、地滑车引出塔外至牵引设备，利用牵引设备提供动力将塔材提升至预定位置的过程。
优选地，所述自组建无线局域网络为LoRa或ZigBee无线局域网络。
优选地，塔材与塔身之间距离的计算采用以下方式确定：
设塔材上升高度为H，对应塔宽为D，H与D的关系通过施工图纸录入，上升高度为H通过高度传感器获得；抱杆露出已组塔身长度与抱杆埋入已组塔身长度之比为p:q；
根据抱杆空间姿态，推导出抱杆露出已组塔身高度H0为：
Figure BDA0002742830520000021
根据空间位置关系，推导出抱杆工作高度H1为：
H1＝H0+H2 公式二
根据空间位置关系，推导出在抱杆倾斜状态下和塔宽D所在直线的交点O1与在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O2形成的交点连线段d2为：
d2＝(H-H1)tanξ 公式三
根据空间位置关系，推导出抱杆铅直状态下和塔宽D所在直线的交点O3与在抱杆倾斜状态下和塔宽D所在直线的交点O1形成的交点连线段d3为：
Figure BDA0002742830520000022
根据长度关系，推导出已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O4与塔宽D所在直线和已组塔身交点O5形成的交点连线段d1、在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O2与已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O4形成的交点连线段d4的两者之和，即d1+d4为：
Figure BDA0002742830520000031
根据三角函数关系，推导出塔材与已组塔身之间的距离d为：
Figure BDA0002742830520000032
其中，ζ为抱杆对铅垂线的倾角，单位是(°)；
θ为铁塔主材倾角，单位是(°)；
α为起吊绳对水平面倾角，单位是(°)；
H为塔材上升高度，单位是m；
H0为抱杆露出已组塔身高度，单位是m；
H1为抱杆工作高度，单位是m；
H2为已组塔身高度，单位是m，通过施工图纸录入；
h为抱杆全长，单位是m，通过施工图纸录入；
D为塔材上升高度为H时，对应的塔宽，单位是m；
d为塔材与已组塔身之间的距离，单位是m；
d1为已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点与塔宽所在直线和已组塔身交点形成的交点连线段，单位是m；
d2为在抱杆倾斜状态下和塔宽所在直线的交点与在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，单位是m；
d3为抱杆铅直状态下和塔宽所在直线的交点与在抱杆倾斜状态下和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，单位是m；
d4为在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点与已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，单位是m；
当塔材与已组塔身之间的距离d保持在施工规范规定的范围内时，所述监测终端判定塔材与塔身处于安全距离。
优选地，所述监测终端获取抱杆实时倾角数据，并通过预警终端判断是否超过施工规范规定的抱杆倾角值，并进行预警。
优选地，所述监测终端获取起吊绳实时倾角数据，并通过预警终端判断是否超过施工规范规定的起吊绳倾角值，并进行预警。
优选地，所述无线集成传感器较塔材顶端高为a，较塔材顶端离塔身距离近为b，将a和b作为预警安全距离。
优选地，当所述无线高度传感器位置越过已组塔身高度时，监测终端从自组建无线局域网络接收到数据后，判定塔材已接近就位距离，此时牵引设备放线速度减慢并调整控制绳方向。
优选地，所述已组塔身高度数据在组塔前根据铁塔设计图纸录入监测终端；所述监测终端在安装较高的第二塔身高度处塔材时，清除较低的第一塔身高度数据。
本发明及其优选方案具有以下有益效果：
(1)解决了现有铁塔组立施工中塔材起吊过程无法准确迅速获知塔材起吊高度和塔材与塔身距离的问题，塔材起吊情况的监测装置对塔材起吊高度和塔材与塔身距离实时监测分析，实现塔材起吊全过程关键信息的准确实时获取。
(2)其由传感器采集监测数据，通过自组建无线局域网络将采集数据上传至监测终端，监测终端在显示监测结果的同时，通过预置算法程序，自动判别监测数据是否处于安全范围以内。监测终端对危险情况进行及时预警，让现场施工人员能在第一时间进行反应，极大降低了塔材起吊过程中的安全隐患。
(3)采用的无线集成传感器形式，改变了传统有线传感器的复杂接线形式，减少了传感器部分的占用空间和故障概率，同时也使系统安装更方便，让现场施工人员更愿使用。
本发明的自组建无线局域网传输形式，舍弃了传统以电缆传输信号的信息传输形式，避免了电缆由于自身质量过大而对铁塔组立过程中抱杆系统的正常受力而产生影响的问题，实现了塔材起吊过程监测的实时化、智能化、轻便化。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
图1为本发明实施例以内悬浮内拉线抱杆分解组塔为例的塔材起吊过程示意图。
图2为本发明实施例中无线集成传感器各模块结构示意图。
图3为本发明实施例中无线集成传感器安装位置示意图。
图4为本发明实施例中塔材与塔身距离计算示意图。
图5为本发明实施例中塔材就位情况判断原理示意图。
图6为本发明实施例中无线传输网络组网示意图。
图7为本发明实施例中塔材起吊情况的监测方法示意图。
图8为本发明实施例中中监测终端显示器数据显示界面示意图。
图中：1-塔材，2-起吊绳，3-单轮朝天滑车，4-抱杆倾角传感器，5-腰滑车与地滑车组成的滑车系统，6-牵引设备，7-集成传感器安装位置，8-控制绳，9-传感器组，10-模数转换器，11-MCU模块，12-无线通信模块，13-电源模块，14-监测终端，1401-监测终端(上位机部分)，1402-监测终端(显示器部分)，15-自组建无线局域网，a-传感器安装位置与塔材顶端高度差，b-传感器安装位置与塔材顶端水平距离差。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：实施例1：
本实施例提供的塔材起吊情况的监测装置，是用于铁塔组立施工中塔材起吊过程塔材就位高度和塔材与塔身距离监测的装置。包括无线传感器组9、传输传感器数据的自组建无线局域网15和处理数据并显示监测结果的监测终端14。
如图1所示，塔材起吊是指将起吊绳2一端与塔材1绑扎固定，另一端则通过单轮朝天滑车3、腰滑车5、地滑车5引出塔外至牵引设备6，利用牵引设备提供动力将塔材提升至预定位置的过程。
抱杆倾角传感器4指安装于抱杆上用于监测抱杆实时工作倾角的传感器。
具体地，如图2所示，传感器组9由无线集成传感器和抱杆倾角传感器组成，无线集成传感器由监测塔材就位高度的QYG-A无线高度传感器、监测起吊绳倾角的QDSQ-90无线倾角传感器组成，其内部包括模拟数字转换器10、以STC12LE5616AD系列单片机为控制核心的MCU模块11、无线通信模块12、电源模块13等部分组成。当无线集成传感器测得塔材起吊信息后，经模拟数字转换器10将模拟信号转换成数字信号后，通过无线通信模块传输至监测终端14。
无线集成传感器由内部电池组供电系统供电。
如图3所示，无线集成传感器安装于起吊绳挂钩上方(位置7)，可同时对塔材起吊高度和起吊绳工作倾角进行监测。塔材顶端作为塔材最高且最接近塔身的部分，由于集成传感器安装位置7较塔材顶端高a，较塔材顶端离塔身距离近b。因此，可将a和b作为预警安全距离(即在预警安全距离内，虽监测系统发出预警，但塔材起吊情况仍处于安全范围)，给现场操作人员预留了充足的预警反应时间。
塔材就位高度监测是指监测终端对塔材1的起吊高度进行实时监测，并在塔材1临近就位高度时予以预警提醒。
当监测终端对塔材起吊高度进行监测时，若塔材所处位置不高于已组塔身高度时，则监测终端判定塔材起吊高度还未临近就位高度。
塔材距离监测是指监测终端对塔材1与塔身之间距离进行实时计算后确定实时距离，并在塔材1与塔身之间距离过近或过远时予以预警提醒。
实施例2：
如图4所示，实时计算，指通过利用部分传感器监测关键参量，获取抱杆系统的空间位置和姿态，进而推导出塔材1与塔身之间距离计算模型。计算模型中，所有通过传感器测量获取的参数均采用瞬时值，以实现塔材1与塔身之间距离的实时监测。
塔材与塔身之间距离计算模型，采用以下方式确定：
ζ——抱杆对铅垂线的倾角，(°)；
α——起吊绳对水平面倾角，(°)；
H——塔材上升高度，m；
H0——抱杆露出已组塔身高度，m；
H1——抱杆工作高度(最顶端高度)，m；
H2——已组塔身高度，m。通过施工图纸录入；
h——抱杆全长，m。通过施工图纸录入；
D——塔材上升高度为H时，对应的塔宽，m；
d——塔材与已组塔身之间的距离，m；
d1——已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点与塔宽所在直线和已组塔身交点形成的交点连线段，m；
d2——在抱杆倾斜状态下和塔宽所在直线的交点与在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，m；
d3——抱杆铅直状态下和塔宽所在直线的交点与在抱杆倾斜状态下和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，m；
d4——在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点与已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，m；
假设塔材上升高度为H时，对应塔宽为D，H与D的关系通过施工图纸录入，上升高度为H通过高度传感器获得；在本实施例中，抱杆露出已组塔身长度与抱杆埋入已组塔身长度之比为5:2。可选的，抱杆露出已组塔身长度与抱杆埋入已组塔身长度之比可根据施工方案自定义调整。
根据抱杆空间姿态，推导出抱杆露出已组塔身高度H0为：
Figure BDA0002742830520000071
根据空间位置关系，推导出抱杆工作高度(最顶端高度)H1为：
H1＝H0+H2 公式二
根据空间位置关系，推导出在抱杆倾斜状态下和塔宽D所在直线的交点O1与在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O2形成的交点连线段d2为：
d2＝(H-H1)tanξ 公式三
根据空间位置关系，推导出抱杆铅直状态下和塔宽D所在直线的交点O3与在抱杆倾斜状态下和塔宽D所在直线的交点O1形成的交点连线段d3为：
Figure BDA0002742830520000072
根据长度关系，推导出已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O4与塔宽D所在直线和已组塔身交点O5形成的交点连线段d1、在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O2与已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O4形成的交点连线段d4的两者之和，即d1+d4为：
Figure BDA0002742830520000073
根据三角函数关系，推导出塔材与已组塔身之间的距离d为：
Figure BDA0002742830520000074
监测终端(上位机部分)1401从无线传输网络接收到数据后，即刻处理数据并在监测终端(显示器部分)1402显示实时距离，当塔材与已组塔身之间的距离d保持在施工规范规定的范围内时，监测终端(上位机部分)1401判定塔材与塔身处于安全距离。
可选地，还包括：
获取抱杆实时倾角数据，并通过预警终端判断是否超过施工规范规定的抱杆倾角值，并进行预警。
可选地，还包括：
获取起吊绳2实时倾角数据，并通过预警终端判断是否超过施工规范规定的起吊绳2倾角值，并进行预警。
实施例3：
优选的，集成传感器外观材料采用2种在户外易观察的对比色塑料(如橙色与蓝色、红色与绿色)，便于使用过程中区分。
实施例4：
具体地，监测塔材就位高度的无线高度传感器为气压式高度传感器，用于实时监测塔材起吊高度。当传感器位置刚好越过已组塔身高度时，监测终端14从自组建无线局域网络15接收到数据后，立刻判定塔材已接近就位距离，此时牵引设备6放线速度减慢并调整控制绳8方向。
如图5所示，已组塔身高度数据在组塔前根据铁塔设计图纸录入监测终端14。为进一步说明，选取组塔过程中连续3段已组塔身高度并从低到高编号为：1#、2#、3#(组塔前录入)，3者之间的关系为1#＜2#＜3#。当监测终端14从高度传感器处通过无线局域网络15获取塔材起吊实时高度后，将传感器高度数据(设为h)与已组塔身高度数据1#进行对比，当位于起吊绳挂钩上方的传感器刚好越过已组塔身高度时(即“h＝1#”时)，此时监测终端(上位机部分)1401判定塔材已接近就位距离，牵引设备6放线速度减慢并调整控制绳8方向，待塔材下端越过已组塔身直至塔材就位后，即可开始安装塔材。此外，为防止塔材在经过已组塔身高度反复报警，监测终端14设置了低处就位高度数据清除功能，即在安装2#塔身高度处塔材时，清除1#塔身高度数据；在安装3#塔身高度处塔材时，清除1#、2#塔身高度数据。整个过程监测终端(显示器部分)实时显示塔材起吊高度。
实施例5：
如图6所示，自组建无线局域网络15指采用LoRa或ZigBee无线通信技术组建适宜频段的无线传输网络，作用是将起吊塔材过程中塔材起吊高度和塔材与塔身距离监测数据实时采集并上传。
监测终端14是指将无线局域网发送的现场起吊塔材数据进行处理后进行结果显示的上位机部分1401和显示器部分1402。监测终端可通过预先设置的预警阈值对危险情况进行提前预警，并对超过预警值的数据进行记录保存方便后续查找，此举可便于现场施工人员实时掌控塔材起吊情况，对在危险情况下发出的预警做出迅速准确反应。
实施例6：
如图7所示，本实施例提供的塔材起吊情况的监测方法。该方法的步骤如下：
S1：系统每次使用前应对传感器组9进行测量精度、测量的准确性、通信等综合测试，测试不合格不得使用。同时，需对传感器组9的完好性、防水性进行检查，凡是发生损坏的必须进行处理，未进行处理的严禁安装使用；
S2：启动监测终端14桌面的监测软件，并在登录窗口输入登陆用户名及密码。软件登陆用户具有一级管理用户和二级监控两个级别权限的用户，具有一级管理权限的用户可以看到系统运行时的监测数据，也可对系统的各项参数等进行修改设置，具有二级监控权限的用户只能看到系统运行后的各项监测数据，不能对系统的任何参数进行修改；
S3：软件登陆成功后，操作人员可按需要对预警值、记录基值进行自定义设置，并录入已组塔身高度数据。参数数值设置完成后，当监测数值大于或等于设置的预警值时，监测终端将发出显示及声音报警提示。正常时其报警指示为绿色，预警时其报警指示为红色。当预警值设置为“0”时则系统默认为该报警功能关闭。记录值设置选项的记录值为系统数据记录基值，当系统测量数据大于或等于设置的记录值时，系统对所监测的数据每秒自动记录一次，并在根目录中按、年、月、日顺序生成数据记录文件夹，将记录的txt文本文件保存在相应文件夹中。
S4：将传感器组9按照规定的位置进行安装，安装时注意传感器是否安装牢固，避免施工过程中因传感器安装不稳而导致传感器脱落的问题。并在完成设备调试工作后，将系统软件初始化设置，然后运行系统内置软件将监测终端14与自组建无线局域网络15连接。待成功建立通信后，运行系统监测软件。
S5：监测终端在运行过程中会显示的数据包括塔材的起吊高度和塔材与塔身距离。当出现监测数值超限时，相应的数值后会闪现红灯，此时现场施工人员应立即停止作业，检查自身操作是否有误，待排除危险后，方可继续进行操作。
如图8所示，为监测终端(显示器部分)1402运行监测软件最过程中的显示界面示意图。本发明所有程序均在Windows环境下基于Visual Basic 6.0编程语言开发编写，实现塔材起吊情况的监测装置的友好操作。操作人员在完成S1～S4步骤后，即可进入图8所示界面。“文件(F)”选项可对监测终端后台保持的文件进行“打开”、“导出”等操作；“主界面(F)”选项可对本显示界面进行自定义设置，包括单元名称更改、数据单位更改、电量显示形式更改等；“系统设置(S)”选项可对登录用户进行添加和修改、对文件存储位置进行修改等；“帮助(H)”选项可查看系统操作手册或联系开发人员等。
由于本发明是以单吊法为例进行讲述，当根据施工需要采用双吊法时，则可增加2#无线集成传感器，同时增加显示与1#无线集成传感器同样的所有参数。
进一步的，显示界面将“塔材就位监测”和“塔材高度监测”用方框隔开，使操作人员能更清楚的查看关键信息。以“塔材就位监测”的第一行为例，“1#塔材与塔身距离”后显示1#无线集成传感器所监测的塔材与塔身距离数据；“危险预警”指示灯在危险情况下会闪烁红灯并发出声音警报并提醒操作人员1#塔材与塔身距离数据处于危险范围；“通信故障”指示灯在通信中断时会闪烁红灯并发出声音警报并提醒操作人员测量1#距离的传感器组中存在通信故障需修复；“安全范围”则显示自定义设置的塔材与塔身安全距离范围。“塔材高度监测”部分显示设置与“塔材就位监测”部分相同，“塔材就位高度”显示自定义设置的已组塔身高度数据1#，2#，3#等。
综上，本发明采用上述装置和方法能够有效解决现有以经验法为主的塔材起吊过程监测中无法快速准确获取塔材起吊过程实时情况的技术问题，使塔材起吊高度、就位情况、塔材与塔身距离信息能在如今愈发复杂的现场施工条件下第一时间向现场操作人员展示，并智能化地提前预警危险所在，并提醒现场施工人员调整操作。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的塔材起吊情况的监测装置及其监测方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种塔材起吊情况的监测装置，其特征在于，包括：由无线集成传感器和抱杆倾角传感器组成的传感器组、自组建无线局域网络与监测终端；所述无线集成传感器安装于起吊绳挂钩上方，用于同时对塔材起吊高度和起吊绳工作倾角进行监测；所述抱杆倾角传感器安装于抱杆上，用于监测抱杆实时工作倾角；所述监测终端通过自组建无线局域网络采集传感器组获取的数据。
2.根据权利要求1所述的塔材起吊情况的监测装置，其特征在于：所述无线集成传感器由监测塔材就位高度的QYG-A无线高度传感器、监测起吊绳倾角的QDSQ-90无线倾角传感器组成。
3.根据权利要求2所述的塔材起吊情况的监测装置，其特征在于：所述塔材起吊是将起吊绳一端与塔材绑扎固定，另一端通过单轮朝天滑车、腰滑车、地滑车引出塔外至牵引设备，利用牵引设备提供动力将塔材提升至预定位置的过程。
4.根据权利要求1所述的塔材起吊情况的监测装置，其特征在于：所述自组建无线局域网络为LoRa或ZigBee无线局域网络。
5.根据权利要求1所述的塔材起吊情况的监测装置的监测方法，其特征在于：
塔材与塔身之间距离的计算采用以下方式确定：
设塔材上升高度为H，对应塔宽为D，H与D的关系通过施工图纸录入，上升高度为H通过高度传感器获得；抱杆露出已组塔身长度与抱杆埋入已组塔身长度之比为p:q；
根据抱杆空间姿态，推导出抱杆露出已组塔身高度H0为：
Figure FDA0002742830510000011
根据空间位置关系，推导出抱杆工作高度H1为：
H1＝H0+H2 公式二
根据空间位置关系，推导出在抱杆倾斜状态下和塔宽D所在直线的交点O1与在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O2形成的交点连线段d2为：
d2＝(H-H1)tanξ 公式三
根据空间位置关系，推导出抱杆铅直状态下和塔宽D所在直线的交点O3与在抱杆倾斜状态下和塔宽D所在直线的交点O1形成的交点连线段d3为：
Figure FDA0002742830510000021
根据长度关系，推导出已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O4与塔宽D所在直线和已组塔身交点O5形成的交点连线段d1、在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O2与已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽D所在直线的交点O4形成的交点连线段d4的两者之和，即d1+d4为：
Figure FDA0002742830510000022
根据三角函数关系，推导出塔材与已组塔身之间的距离d为：
Figure FDA0002742830510000023
其中，ζ为抱杆对铅垂线的倾角，单位是(°)；
θ为铁塔主材倾角，单位是(°)；
α为起吊绳对水平面倾角，单位是(°)；
H为塔材上升高度，单位是m；
H0为抱杆露出已组塔身高度，单位是m；
H1为抱杆工作高度，单位是m；
H2为已组塔身高度，单位是m，通过施工图纸录入；
h为抱杆全长，单位是m，通过施工图纸录入；
D为塔材上升高度为H时，对应的塔宽，单位是m；
d为塔材与已组塔身之间的距离，单位是m；
d1为已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点与塔宽所在直线和已组塔身交点形成的交点连线段，单位是m；
d2为在抱杆倾斜状态下和塔宽所在直线的交点与在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，单位是m；
d3为抱杆铅直状态下和塔宽所在直线的交点与在抱杆倾斜状态下和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，单位是m；
d4为在抱杆倾斜状态由抱杆顶端引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点与已组塔身顶角引出的铅垂线和塔宽所在直线的交点形成的交点连线段，单位是m；
当塔材与已组塔身之间的距离d保持在施工规范规定的范围内时，所述监测终端判定塔材与塔身处于安全距离。
6.根据权利要求1所述的塔材起吊情况的监测装置的监测方法，其特征在于：所述监测终端获取抱杆实时倾角数据，并通过预警终端判断是否超过施工规范规定的抱杆倾角值，并进行预警。
7.根据权利要求1所述的塔材起吊情况的监测装置的监测方法，其特征在于：所述监测终端获取起吊绳实时倾角数据，并通过预警终端判断是否超过施工规范规定的起吊绳倾角值，并进行预警。
8.根据权利要求1所述的塔材起吊情况的监测装置的监测方法，其特征在于：所述无线集成传感器较塔材顶端高为a，较塔材顶端离塔身距离近为b，将a和b作为预警安全距离。
9.根据权利要求3所述的塔材起吊情况的监测装置的监测方法，其特征在于：当所述无线高度传感器位置越过已组塔身高度时，监测终端从自组建无线局域网络接收到数据后，判定塔材已接近就位距离，此时牵引设备放线速度减慢并调整控制绳方向。
10.根据权利要求9所述的塔材起吊情况的监测装置的监测方法，其特征在于：所述已组塔身高度数据在组塔前根据铁塔设计图纸录入监测终端；所述监测终端在安装较高的第二塔身高度处塔材时，清除较低的第一塔身高度数据。
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