CN114964030A - 一种gil管道沉降及振动监测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及监测设备技术领域，特别涉及一种GIL管道沉降及振动监测方法，包括以下步骤：在GIL管道设置有多个激光发射点，每个激光发射点包含多个不同方向布置的激光发射器；在每个激光发射点的对面的管道设置有幕布；在廊道设置有摄像头，记录各个激光发射器在幕布上产生的光斑的坐标数据；将摄像头拍摄到各个激光发射点的光斑的实时坐标数据进行换算，得到GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量；将GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量进行比较，若各个激光发射点处的六自由度变形量均相同，则判定GIL管道未产生变形；若不相同，则判定产生变形。本申请能够完成对GIL管道在沉降或受到振动后是否产生变形的测量。
Description
技术领域
本申请涉及监测设备技术领域，特别涉及一种GIL管道沉降及振动监测方法。
背景技术
一个电力廊道内通常有多个GIL管道，由于廊道埋置在地下，廊道会有不均匀沉降，也会受到外部振动(汽车火车)的影响，并传导至GIL管道，现有技术通常是在廊道混凝土结构上布设沉降或倾角传感器来测量廊道的变形，尚未对GIL管道进行测量。而且现有技术(激光测量)主要针对廊道结构，采样点数较小，主要测量廊道结构的沉降，尚未考虑多根GIL管道的多向变形测量要求。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种GIL管道沉降及振动监测方法，用于解决现有技术中存在无法测量GIL管道变形的技术问题。
为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：
一种GIL管道沉降及振动监测方法，包括以下步骤：
在廊道的GIL管道上设置有多个激光发射点，每个激光发射点包含多个不同方向布置的激光发射器；
在每个激光发射点的对面的GIL管道上设置有幕布；
在廊道的内壁设置有摄像头，记录各个激光发射器在幕布上产生的光斑的坐标数据；
将摄像头拍摄到各个激光发射点的光斑的实时坐标数据进行换算，得到GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量；
将GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量进行比较，若各个激光发射点处的六自由度变形量均相同，则判定GIL管道未产生变形；若不相同，则判定GIL管道产生变形。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，各个激光发射点的六自由度变形量与单个光斑的dx和dz关系为：
dz＝Δz+Lθx+Ltanαtanθy
式中，dx和dz为单个光斑的实时位置相对于初始位置的位移量，Δx，Δy，Δz，θx，θy和θz为各个激光发射点的六自由度变形，L为激光发射点到幕布的最短距离，α为产生光斑的激光发射器与轴线(激光发射点至幕布的垂线为轴线)的夹角。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，每个激光发射点具体包含三个不同方向布置的激光发射器。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，各个激光发射点的六自由度变形量与三个光斑的dx和dz的关系为：
dz1＝Δz+Lθx+Ltanαtanθy
dz2＝Δz+Lθx+Ltanβtanθy
dz3＝Δz+Lθx+Ltanγtanθy
式中，α，β和γ分别为三个激光发射器与轴线(激光发射点至幕布的垂线为轴线)的夹角，且α、β和γ数值不同。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，α，β和γ分别为45°、30°和15°。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，当廊道高度低于设定高度时，γ取负值。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，各个激光发射点沿GIL管道的长度方向等距分布。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，在GIL管道的两个连续断面上，幕布和激光发射点的位置互换。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，摄像头采用固定式或滑轨式。
优选地，在上述的GIL管道沉降及振动监测方法中，摄像头为两组或两组以上。
与现有技术相比，本申请的有益效果是：
本申请提供了一种GIL管道沉降及振动监测方法，通过在GIL管道上设有多个激光发射点以及对面的GIL管道上设有幕布，并利用摄像头拍摄到各个激光发射点的光斑的实时坐标数据进行换算，得到GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量，再通过GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量进行比较，得到GIL管道是否产生变形的结论，从而完成对GIL管道在沉降或受到振动后是否产生变形的测量，以便工作人员及时对GIL管道进行维护保修，有效地解决了现有技术中存在无法测量GIL管道变形的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种GIL管道沉降及振动监测方法的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种GIL管道沉降及振动监测方法的幕布和激光发射点的位置示意图；
图3为本申请实施例提供的一种GIL管道沉降及振动监测方法的单个光斑在幕布上的坐标示意图。
图中：
100、激光发射器；200、幕布；300、摄像头。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
请参阅图1-图3，本申请实施例提供了一种GIL管道沉降及振动监测方法，包括以下步骤：在廊道的GIL管道上设置有多个激光发射点，每个激光发射点包含多个不同方向布置的激光发射器100；在每个激光发射点的对面的GIL管道上设置有幕布200；在廊道的内壁设置有摄像头300，记录各个激光发射器100在幕布200上产生的光斑的坐标数据；将摄像头300拍摄到各个激光发射点的光斑的实时坐标数据进行换算，得到GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量；将GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量进行比较，若各个激光发射点处的六自由度变形量均相同，则判定GIL管道未产生变形；若不相同，则判定GIL管道产生变形。
更具体地说，每个激光发射点包含多个不同方向布置的激光发射器100，也就是在同一个激光发射点设置有多个照射方向不同的激光发射器100，使得同一个激光发射点可以在幕布200形成多个不同位置的光斑；廊道内往往设有多排平行设置的GIL管道，激光发射点和幕布200分别设置于相邻两个GIL管道上；光斑的初始坐标为未发生沉降或振动时光斑在幕布200上的位置，实时坐标为发生沉降或振动时光斑在幕布200上的位置；当各个激光发射点处的六自由度变形量均相同时，则判定各个激光发射点共同所在的GIL管道未发生变形；当各个激光发射点处的六自由度变形量部分相同时，说明各个激光发射点共同所在的GIL管道有部分发生了变形。
本实施例通过在GIL管道上设有多个激光发射点以及对面的GIL管道上设有幕布200，并利用摄像头300拍摄到各个激光发射点的光斑的实时坐标数据进行换算，得到GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量，再通过GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量进行比较，得到GIL管道是否产生变形的结论，从而完成对GIL管道在沉降或受到振动后是否产生变形的测量，以便工作人员及时对GIL管道进行维护保修，有效地解决了现有技术中存在无法测量GIL管道变形的技术问题。
进一步地，在本实施例中，各个激光发射点的六自由度变形量与单个光斑的dx和dz关系为：
dz＝Δz+Lθx+Ltanαtanθy
式中，dx和dz为单个光斑的实时位置相对于初始位置的位移量，Δx，Δy，Δz，θx，θy和θz为各个激光发射点的六自由度变形，L为激光发射点到幕布200的最短距离，α为产生光斑的激光发射器100与轴线(激光发射点至幕布200的垂线为轴线)的夹角。由于摄像头300可以拍摄记录各个光斑的实时坐标位置，再通过上述公式可以提供计算GIL管道在各个激光发射点的六自由度变形量的算法，以便后续判断GIL管道是否产生变形。
进一步地，在本实施例中，每个激光发射点具体包含三个不同方向布置的激光发射器100。由于单个光斑可以提供两条可以计算GIL管道在各个激光发射点的六自由度变形量的等式，因此为了算出各个激光发射点的六自由度变形量，每个激光发射点需要至少三个光斑，而且三个不同方向的光斑有利于提高测量数据的准确性。
进一步地，在本实施例中，各个激光发射点的六自由度变形量与三个光斑的dx和dz的关系为：
dz1＝Δz+Lθx+Ltanαtanθy
dz2＝Δz+Lθx+Ltanβtanθy
dz3＝Δz+Lθx+Ltanγtanθy
式中，α，β和γ分别为三个激光发射器100与轴线(激光发射点至幕布200的垂线为轴线)的夹角，且α、β和γ数值不同。通过分别输入摄像头300拍摄记录的三个光斑实时坐标数据dx和dz，可以等到六条等式，再通过输入各个夹角角度，利用六条等式能够算出GIL管道在此激光发射点的六自由度变形量，当算出多个激光发射点的六自由度变形量，方便后续将GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量进行比较，进而测量GIL管道是否产生变形。
更具体地说，各个激光发射点处的六自由度变形量均相同，也就是各个激光发射点处的Δx均相同，各个激光发射点处的Δy均相同，各个激光发射点处的Δz均相同，各个激光发射点处的θx均相同，各个激光发射点处的θy均相同，各个激光发射点处的θz均相同，这样才判断沉降或振动后GIL管道未发生变形。
进一步地，在本实施例中，α，β和γ分别优选为45°、30°和15°。通过采用三个适宜角度的激光发射器100，有利于保证数据的准确性和多样性，避免了数据的偶然性导致测量结果有误的情况发生。
进一步地，在本实施例中，当廊道高度低于设定高度时，γ取负值。由于廊道高度过低时，不便于设置大角度的激光发射器100，因此取负值的角度为更优选方案。
进一步地，在本实施例中，各个激光发射点沿GIL管道的长度方向等距分布。这样设置可以将各个激光发射点均匀布置于GIL管道上，有效地扩大了测量GIL管道是否变形的测量范围，有利于保证GIL管道的测量结果的准确性。
进一步地，在本实施例中，在GIL管道的两个连续断面上，幕布200和激光发射点的位置互换。由于沉降或振动后，有可能只有单侧的GIL管道产生变形，也有可能双侧的GIL管道均产生变形或均未产生变形，因此通过交错设置的幕布200和激光发射点有利于进一步提高测量数据的准确性，方便工作人员根据两侧的激光发射点的测量数据来判断GIL管道是否产生变形。
更具体地说，位于同一侧的激光发射点的六自由度变形量相互比较，若均相同，则表示该侧的激光发射点所在的GIL管道未产生变形，若不相同，则表示该侧的激光发射点所在的GIL管道产生变形。
进一步地，在本实施例中，摄像头300采用固定式或滑轨式。摄像头300可以采用固定式，也就是每个摄像头300固定拍摄一个或多个幕布200上的光斑坐标；摄像头300可以采用滑轨式，摄像头300可以滑动安装于廊道内壁上，并通过滑动的方式来拍摄所需幕布200上的光斑坐标。
进一步地，在本实施例中，摄像头300为两组或两组以上。由于每侧的激光发射点均至少需要一组摄像头300，而两侧交错设置的激光发射点需要两组或两组以上的摄像头300，这样设置方可保证能够记录所有幕布200的光斑坐标数据。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
在廊道的GIL管道上设置有多个激光发射点，每个激光发射点包含多个不同方向布置的激光发射器；
在每个激光发射点的对面的GIL管道上设置有幕布；
在廊道的内壁设置有摄像头，记录各个激光发射器在幕布上产生的光斑的坐标数据；
将摄像头拍摄到各个激光发射点的光斑的实时坐标数据进行换算，得到GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量；
将GIL管道在各个激光发射点处的六自由度变形量进行比较，若各个激光发射点处的六自由度变形量均相同，则判定GIL管道未产生变形；若不相同，则判定GIL管道产生变形。
2.根据权利要求1所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，各个激光发射点的六自由度变形量与单个光斑的dx和dz关系为：
dz＝Δz+Lθx+Ltanαtanθy
式中，dx和dz为单个光斑的实时位置相对于初始位置的位移量，Δx，Δy，Δz，θx，θy和θz为各个激光发射点的六自由度变形，L为激光发射点到幕布的最短距离，α为产生光斑的激光发射器与轴线(激光发射点至幕布的垂线为轴线)的夹角。
3.根据权利要求2所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，每个激光发射点具体包含三个不同方向布置的激光发射器。
4.根据权利要求3所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，各个激光发射点的六自由度变形量与三个光斑的dx和dz的关系为：
dz1＝Δz+Lθx+Ltanαtanθy
dz2＝Δz+Lθx+Ltanβtanθy
dz3＝Δz+Lθx+Ltanγtanθy
式中，α，β和γ分别为三个激光发射器与轴线(激光发射点至幕布的垂线为轴线)的夹角，且α、β和γ数值不同。
5.根据权利要求4所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，α，β和γ分别为45°、30°和15°。
6.根据权利要求4所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，当廊道高度低于设定高度时，γ取负值。
7.根据权利要求1所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，各个激光发射点沿GIL管道的长度方向等距分布。
8.根据权利要求7所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，在GIL管道的两个连续断面上，幕布和激光发射点的位置互换。
9.根据权利要求1所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，摄像头采用固定式或滑轨式。
10.根据权利要求9所述的GIL管道沉降及振动监测方法，其特征在于，摄像头为两组或两组以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210609545.7A CN114964030A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种gil管道沉降及振动监测方法 |
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| CN202210609545.7A CN114964030A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种gil管道沉降及振动监测方法 |
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ID=82957994
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| CN202210609545.7A Pending CN114964030A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种gil管道沉降及振动监测方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114964030A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116667213A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-08-29 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种gil管道的沉降监测调整装置、系统、方法及介质 |
-
2022
- 2022-05-31 CN CN202210609545.7A patent/CN114964030A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116667213B (zh) * | 2023-07-31 | 2024-01-23 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种gil管道的沉降监测调整装置、系统、方法及介质 |
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