CN112393677A - 一种基于物联网的智能抗震支吊架系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低成本高可信度的基于物联网的智能抗震支吊架系统,包括支吊架、控制器、监测模块、通讯模块、电源模块以及后台服务器,所述支吊架包括纵向吊架、横向承重架以及斜向抗震架,所述吊架的上下两端分别与建筑楼板以及所述承重架连接,所述抗震架的上下两端分别与建筑楼板以及所述承重架连接,所述承重架上设有与所述管道匹配的管道安装槽,所述控制器以及所述通讯模块均安装在所述建筑楼板上,所述监测模块安装在所述抗震架上。本发明的实质性效果是:通过引入裸导线以及石墨薄片,能够检测抗震架不同方向的形变量,从而自动判断支吊架能否继续使用,解决了现有管道支吊架检查费时费力的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及管道安全技术领域,尤其是指一种基于物联网的智能抗震支吊架系统。
背景技术
管道系统是生产生活中流体运输不可或缺的组成部分,管道支吊架在管道系统中具有以下重要作用:
承受管道的重量荷载,包括自重、充水重、保温重等;设置支吊架防止长管道因自重下垂;避免振动或冲击对管系的影响;通过设置支吊架来减少振动设备产生的共振或者避免因外界的轻微振动而产生的谐振对管道造成的破坏;对于节流阀、安全阀等阀门,应在其附近使用相匹配的支吊架来减少振动对管道的影响;限制管道位移。在进行管道配管设计时,必需满足工艺要求,同时考虑设备及管道的受力情况,在正确的管道应力分析后合理设计支吊架。如果管道支吊架设计合理、选型得当,不仅可使管道整齐美观,而且也可以达到经济、安全的目的。
现有的管道支吊架虽然能够在一定程度上保证管道的安全,但是随着时间的推移,收到外界震动以及自身老化的影响,管道支吊架往往会产生变形失去对管道的保护作用,现有技术中一般采用定期人工排查的方法解决该问题,但由于建筑物中的管道系统往往安装在一般人难以到达的位置,存在管道支吊架检查费时费力的技术问题。
公开号CN203949700U公开了一种支吊架在线监测装置,包括至少一个设置在支吊架上的应力传感器,所述应力传感器信号输出端通过传输光纤与终端数据处理器连接,还包括至少一个安装在蒸汽管道上的加速度传感器,加速度传感器的信号输出端通过传输光纤与终端数据处理器连接,加速度传感器通过固定装置安装在蒸汽管道上,固定装置包括管夹和安装平台,所述管夹围绕蒸汽管道固定安装在蒸汽管道上,所述安装平台设有一平面,安装平台固定设置在管夹上,加速度传感器固定设置在安装平台上。本实用新型的有益效果是能够及时监控到安全隐患,为故障排除提供数据支持,实现振动、应力信号超标时的实时预警。但该支吊架在线监测装置成本较高,而且检测装置常态处于通电状态,能耗较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:现有管道支吊架检查费时费力的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种低成本高可信度的基于物联网的智能抗震支吊架系统,包括支吊架、控制器、监测模块、通讯模块、电源模块以及后台服务器,所述支吊架包括纵向吊架、横向承重架以及斜向抗震架,所述吊架的上下两端分别与建筑楼板以及所述承重架连接,所述抗震架的上下两端分别与建筑楼板以及所述承重架连接,所述承重架上设有与所述管道匹配的管道安装槽,所述控制器以及所述通讯模块均安装在所述建筑楼板上,所述监测模块安装在所述抗震架上,所述监测模块以及通讯模块均与所述控制器连接,所述通讯模块与所述后台服务器进行信息交互,所述电源模块为其余部分供电。所述监测模块监测所述抗震架、承重架以及吊架的形变量,通过形变量判断支吊架系统能否继续保证管道系统的运行。但根据本发明所设计的结构,所述抗震架在整个抗震支吊架系统中承受最多应力,因此将所述监测模块安装在所述抗震架上监测效果最明显,安装在所述吊架或承重架上则不能及时监测到异常信号。
作为优选,还包括抗震连接支架,所述抗震连接支架包括平面部以及弯折部,所述平面部以及弯折部上均设有安装孔,所述吊架包括左吊架以及右吊架,所述左吊架与所述承重架左端连接,所述右吊架以及抗震架与所述承重架右端通过所述抗震连接支架连接。所述抗震连接支架用于连接所述右吊架、抗震架以及承重架,所述抗震连接支架上设有增加阻尼的垫片,设计所述抗震连接支架的另一目的是通过弯折使大部分本应作用于管道的振动改变方向传导到所述抗震架上。
作为优选,所述管道安装槽左右两侧均设有用于限位以及增加所述管道安装槽强度的加强筋。所述加强筋使得所述安装槽承受所述管道热膨胀或不正常振动的能力增强。
作为优选,所述控制器包括N个电压I/O端口,所述监测模块包括N根裸导线、绝缘层、以及保护电阻,所述绝缘层安装在所述抗震架上,N根所述裸导线分别与N个所述电压I/O端口连接,所述裸导线与电压I/O端口连接处均串接有所述保护电阻。N个所述电压I/O端口的输出电压存在差值,当两个不同的电压I/O端口接通时,电压值较高的I/O端口输出电压,电压值较低的I/O端口自动转化为输入端,当所述抗震架发生架体所在平面内的形变时,所述N根裸导线由于受形变影响不平衡,导致不同的裸导线互相接触,从而使连接控制器的不同I/O端口连通,控制器收到信号后控制所述通讯模块向后台服务器报警。而当所述架体正常时,所述裸导线并没有接入到一个连通的电路中,因此不消耗电能。
作为优选,所述控制器包括电压I/O端口,所述监测模块包括N段石墨薄片,所述石墨薄片上每隔距离X加工有通孔,所述石墨薄片两端与所述抗震架固定连接,所述N段石墨薄片串联后与所述电压I/O端口连接。当所述抗震架发生非所在平面内的形变时,所述N段石墨薄片中受到最大形变影响的一块会断裂,从而使电路断开,控制器根据这一信号控制所述通讯模块向所述后台服务器报警,而石墨本身带有一定的电阻,使得该电路的耗能很低。
作为优选,所述裸导线以及石墨薄片分别安装在所述抗震架的正面和背面。
本发明的实质性效果是:通过引入裸导线以及石墨薄片,能够检测抗震架不同方向的形变量,从而自动判断支吊架能否继续使用,解决了现有管道支吊架检查费时费力的技术问题。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图。
图2是实施例一监测模块示意图。
图3是实施例一石墨薄片安装示意图。
图中:1.控制器、2.通讯模块、3.后扩底锚栓、4.左吊架、5.右吊架、6.承重架、7.抗震架、8. 抗震连接支架、9. 楼板、10. 保护电阻、11. 绝缘层、12.裸导线、13.石墨薄片、14.管道安装槽。
具体实施方式
下面通过具体实施例,并结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
如图1所示,实施例一包括电源模块、控制器1、通讯模块2、纵向的左吊架4以及右吊架5、横向承重架6以及斜向抗震架7,左吊架4以及右吊架5的上端通过后扩底锚栓3与建筑楼板9连接,左吊架4以及右吊架5的下端通过螺栓与承重架6连接,抗震架7的上下两端分别与建筑楼板9以及承重架6连接,抗震架7、右吊架5以及楼板9形成直角三角形结构,抗震架7的斜向安装通过抗震连接支架8实现。承重架6上设有与管道匹配的管道安装槽14,管道安装槽14的左右两端设有加强筋,控制器1以及通讯模块2均安装在建筑楼板9上,监测模块安装在抗震架7上,监测模块以及通讯模块2均与控制器1连接。实施例一的电源模块为蓄电池,控制器1利用蓄电池的电能输出不同等级的直流电压,通讯模块2集成多种通讯方式,保证信息可靠传输。
如图2所示,控制器1包括3个电压I/O端口,监测模块包括N根裸导线12、绝缘层11、以及保护电阻10,绝缘层11安装在抗震架7上,N根裸导线12分别与N个电压I/O端口连接,裸导线12与电压I/O端口连接处均串接有保护电阻10。N个电压I/O端口的输出电压存在差值,当两个不同的电压I/O端口接通时,电压值较高的I/O端口输出电压,电压值较低的I/O端口自动转化为输入端,当抗震架7发生架体所在平面内的形变时,N根裸导线12由于受形变影响不平衡,导致不同的裸导线12互相接触,从而使连接控制器1的不同I/O端口连通,控制器1收到信号后控制通讯模块2向后台服务器报警。而当架体正常时,裸导线12并没有接入到一个连通的电路中,因此不消耗电能。
如图3所示,监测模块还包括6段石墨薄片13,所述石墨薄片13上每隔0.5cm加工有通孔,所述石墨薄片13两端与所述抗震架7固定连接,所述6段石墨薄片13串联后与控制器1上的一个电压I/O端口连接。当所述抗震架7发生非所在平面内的形变时,所述6段石墨薄片13中受到最大形变影响的一块会断裂,从而使电路断开,控制器1根据这一信号控制所述通讯模块2向所述后台服务器报警,而石墨本身带有一定的电阻,使得该电路的耗能很低。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (6)
1.一种基于物联网的智能抗震支吊架系统,用于建筑内管道的抗震以及检测,其特征在于:包括支吊架、控制器、监测模块、通讯模块、电源模块以及后台服务器,所述支吊架包括纵向吊架、横向承重架以及斜向抗震架,所述吊架的上下两端分别与建筑楼板以及所述承重架连接,所述抗震架的上下两端分别与建筑楼板以及所述承重架连接,所述承重架上设有与所述管道匹配的管道安装槽,所述控制器以及所述通讯模块均安装在所述建筑楼板上,所述监测模块安装在所述抗震架上,所述监测模块以及通讯模块均与所述控制器连接,所述通讯模块与所述后台服务器进行信息交互,所述电源模块为其余部分供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能抗震支吊架系统,其特征在于:还包括抗震连接支架,所述抗震连接支架包括平面部以及弯折部,所述平面部以及弯折部上均设有安装孔,所述吊架包括左吊架以及右吊架,所述左吊架与所述承重架左端连接,所述右吊架以及抗震架与所述承重架右端通过所述抗震连接支架连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能抗震支吊架系统,其特征在于:所述管道安装槽左右两侧设有用于限位以及增加所述管道安装槽强度的加强筋。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能抗震支吊架系统,其特征在于:所述控制器包括N个电压I/O端口,所述监测模块包括N根裸导线、绝缘层、以及保护电阻,所述绝缘层安装在所述抗震架上,N根所述裸导线分别与N个所述电压I/O端口连接,所述裸导线与电压I/O端口连接处均串接有所述保护电阻。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于物联网的智能抗震支吊架系统,其特征在于:所述控制器包括电压I/O端口,所述监测模块包括N段石墨薄片,所述石墨薄片上每隔距离X加工有通孔,所述石墨薄片两端与所述抗震架固定连接,所述N段石墨薄片串联后与所述电压I/O端口连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智能抗震支吊架系统,其特征在于:所述裸导线以及石墨薄片分别安装在所述抗震架的正面和背面。
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