CN117191120A - 一种混凝土塔架状态监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土塔架状态监测系统及方法，通过区域划分模块，将混凝土塔架划分为若干区域，并生成三维塔架模型；参数检测模块设置在混凝土塔架上，通过水位检测、振动检测、同心度检测和缝隙检测，实时检测多个区域的状态参数，并将数据发送至三维塔架模型中对应的位置展示；跨区分析模块对各个区域的状态参数进行独立或联合分析，生成水位、振动、缝隙、共振和偏移的分析结果；定位警报模块接收分析结果，通过最终塔架模型定位异常位置并提供相应的异常警报；本发明能够保障混凝土塔架的正常运行，提高监测精度和效率，减少传感设备，监测共振和位置以及降低维修成本和运行风险。

Description

一种混凝土塔架状态监测系统及方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体的是涉及一种混凝土塔架状态监测系统及方法。

背景技术

混凝土塔架在风电机组中起到支撑和固定风机的作用，它是风机的结构支架，将风机的机组、叶片和旋转部分安装在风电塔架上；；混凝土塔架具有以下优点：混凝土塔架具备很高的抗风能力和稳定性，能够安全地承受风机运转时产生的巨大力矩和风载荷；具有较长的使用寿命，能够抵抗日晒、雨淋、风蚀等自然环境的侵蚀，保证风机的可靠性和持久稳定的运行；重量和稳定性能有效地减少了风机运行时产生的噪音和振动，有助于降低对周边环境和居民的影响；具备较强的施工和维护便利性，安装过程相对简单、施工周期较短，并且后期维护成本较低；总的来说，混凝土塔架在风电机组中承担着保证风机稳定运行的重要角色，它的高强度、稳定性、长寿命等特点使得风机能够安全、高效地发电；

现有监测塔架状态的技术方案中多采用分布式设置传感设备，对塔架的倾斜度进行采集，进而确定塔架状态；然而在实际运行过程中，风机的振动往往会导致塔架各个结构共振，放大振动效果，若振捣棒无法有效振捣时则会导致在后期预应力锚索张拉时有变形开裂现象，增加维修成本和运行风险；同时过多的传感设备也降低了监测的经济性；

因此如何提供一种能够减少传感设备、监测共振和位置以及降低维修成本和运行风险的混凝土塔架状态监测系统及方法成为本技术领域待于解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种混凝土塔架状态监测系统，包括：

区域划分模块，其用于根据混凝土塔架的结构将所述混凝土塔架划分为若干区域，并对其进行扫描，生成三维塔架模型；

参数检测模块，其设置于所述混凝土塔架上，并与所述区域划分模块连接，用于根据区域划分结果检测所述混凝土塔架各区域的状态参数，并将其发送至三维塔架模型中对应的位置进行显示；

跨区分析模块，其与所述三维塔架模型连接，用于对各个状态参数按照其所在的区域进行独立或联合分析生成状态分析结果；

定位警报模块，其与所述跨区分析模块连接，用于接收状态分析结果，定位异常位置并提供异常警报。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测系统中，所述区域划分模块包括：

三维建模单元，其通过扫描设备获取所述混凝土塔架的结构信息，生成塔架模型；

分割单元，其与所述塔架模型连接，用于根据所述混凝土塔架建造时的结构图纸对所述塔架模型进行分割，将所述塔架模型由下至上分割为底板区域、第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域；

标记单元，其与所述分割单元和所述塔架模型连接，用于标记所述塔架模型中各个区域以及各个区域的连接处，生成最终塔架模型；

交互显示设备，其与所述最终塔架模型连接，用于在电子设备上显示所述最终塔架模型，并能够通过所述电子设备在所述最终塔架模型上增加标记点。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测系统中，所述参数检测模块包括：

水位检测单元，其设置于所述混凝土塔架底板区域处的预设水位测点上，用于检测渗透入所述底板区域的水位数据；

振动检测单元，其设置有多个，分别设置于所述混凝土塔架第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域处的预设振动测点上，用于检测上述各个区域的振动数据；

同心度检测单元，其包括设置于所述混凝土塔架底板区域中心处的预设中心测点以及设置于所述混凝土塔架第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域处的预设同心度测点上，用于检测第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域与底板区域中心处的同心度数据；

缝隙检测单元，其设置有多个，分别设置于所述混凝土塔架各个区域处的预设缝隙测点上，用于检测所述混凝土塔架开裂造成的缝隙宽度数据；

数据输送单元，其与所述水位检测单元、所述振动检测单元、所述同心度检测单元、所述缝隙检测单元和所述最终塔架模型连接，用于将检测到的各项参数数据发送至所述最终塔架模型中对应的标记点处显示。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测系统中，所述参数检测模块还包括：

在所述混凝土塔架上设定测点时，根据该测点位置生成所述最终塔架模型能够识别的坐标值，将该坐标值通过所述交互显示设备输入所述最终塔架模型中，根据坐标值在所述最终塔架模型上增加标记点，该标记点对应新设定的测点；

通过所述交互显示设备将该标记点以测点名称命名，并在该测点检测到参数数据时将该参数数据展示在该标记点处。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测系统中，所述参数检测模块还包括：

各个区域处的所述预设振动测点设置于同一轴线上；

所述预设缝隙测点包括连接测点和自定义测点；所述连接测点设置于所述混凝土塔架各个区域的连接处，用于检测各个区域间开裂造成的缝隙宽度数据；所述自定义测点根据检修人员设定在容易存在开裂的位置处，用于检测所述混凝土塔架表面或内部开裂造成的缝隙宽度数据。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测系统中，所述跨区分析模块包括：

独立分析单元，其与所述最终塔架模型连接，用于获取所述最终塔架模型中预设水位测点、预设振动测点和预设缝隙测点处的参数数据，并根据预设参数标准进行独立的对比分析，生成水位分析结果、振动分析结果和缝隙分析结果；

联合分析单元，其与所述最终塔架模型连接，用于获取所述最终塔架模型中预设振动测点、预设中心测点和预设同心度测点处的参数数据，并根据各个区域的振动数据联合判定所述混凝土塔架的共振状态、根据各个区域的同心度数据联合判定所述混凝土塔架的偏移状态，生成共振分析结果和偏移分析结果。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测系统中，所述联合分析单元的分析过程包括：

获取该时刻底板区域的振动数据M0、第A级区域的振动数据M1、第B级区域的振动数据M2、第C级区域的振动数据M3、…、第N级区域的振动数据Mn；

将上述振动数据按照区域所在的高度由下至上进行排序，并绘制当前状态下的振动折线图；

预先设定共振状态下的振动折线图，获取共振状态下的振动折线图中的共振特征信息，将其代入当前状态下的振动折线图中放大、整合，分析共振特征信息与当前状态下的振动折线图的重合量，当重合量高于预设值时生成共振分析结果为共振状态；

获取该时刻第A级区域与底板中心的同心度数据S1、第B级区域与底板中心的同心度数据S2、第C级区域与底板中心的同心度数据S3、…、第N级区域与底板中心的同心度数据Sn；

预先设定标准状态下的同心度范围S0，将其与各个区域的同心度数据进行对比，确定出现偏移的位置区域；

计算各个区域的同心度与标准状态下的同心度范围S0的差异值δS，该差异值δS对应该区域出现偏移的偏移量；

结合出现偏移的位置区域和偏移量生成偏移分析结果；

将分析结果为异常的测点在所述最终塔架模型的对应标记点上凸显。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测系统中，所述定位警报模块包括：

定位单元，其与所述最终塔架模型连接，用于将凸显为异常的标记点的坐标值转换为所述混凝土塔架的位置信息，生成异常定位信息；

报警单元，其与所述定位单元、所述独立分析单元、所述联合分析单元和所述最终塔架模型连接，用于获取水位分析结果、振动分析结果、缝隙分析结果、共振分析结果和偏移分析结果，并将分析为异常的结果与异常定位信息对应整合为警报信息，并将其发送至检修人员的终端设备上。

一种混凝土塔架状态监测方法，包括以下步骤：

步骤一，获取混凝土塔架的结构信息，利用扫描设备对混凝土塔架进行扫描，获取其结构信息；基于获取的结构信息，利用三维建模技术生成混凝土塔架的三维塔架模型；

步骤二，根据混凝土塔架的结构特点，将三维塔架模型划分为若干区域；各个区域由下至上分别为底板区域、第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域；

步骤三，在混凝土塔架上设置水位检测单元、振动检测单元、同心度检测单元和缝隙检测单元，每个单元对应一个或多个预设的监测测点，实时检测混凝土塔架各个区域的状态参数，包括水位、振动、同心度和缝隙宽度；

步骤四，将预设的监测测点在所述三维塔架模型中对应标记，将监测到的参数数据发送至三维塔架模型中对应的标记点处进行显示和记录；

步骤五，独立分析所述三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成水位分析结果、振动分析结果和缝隙分析结果；联合分析所述三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成共振分析结果和偏移分析结果；

步骤六、根据分析结果定位出现异常的区域和测点，确认具体的异常位置，将异常位置和分析结果整合为警报信息，并发送至相关人员的终端设备，进行异常预警和通知。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测方法中，所述联合分析所述三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成共振分析结果和偏移分析结果的过程包括：

获取该时刻底板区域的振动数据M0、第A级区域的振动数据M1、第B级区域的振动数据M2、第C级区域的振动数据M3、…、第N级区域的振动数据Mn；

将上述振动数据按照区域所在的高度由下至上进行排序，并绘制当前状态下的振动折线图；

预先设定共振状态下的振动折线图，获取共振状态下的振动折线图中的共振特征信息，将其代入当前状态下的振动折线图中放大、整合，分析共振特征信息与当前状态下的振动折线图的重合量，当重合量高于预设值时生成共振分析结果为共振状态；

获取该时刻第A级区域与底板中心的同心度数据S1、第B级区域与底板中心的同心度数据S2、第C级区域与底板中心的同心度数据S3、…、第N级区域与底板中心的同心度数据Sn；

预先设定标准状态下的同心度范围S0，将其与各个区域的同心度数据进行对比，确定出现偏移的位置区域；

计算各个区域的同心度与标准状态下的同心度范围S0的差异值δS，该差异值δS对应该区域出现偏移的偏移量；

结合出现偏移的位置区域和偏移量生成偏移分析结果。

经由上述的技术方案可知，本申请与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明提供了一种混凝土塔架状态监测系统及方法，通过区域划分模块，将混凝土塔架划分为若干区域，并生成三维塔架模型；参数检测模块设置在混凝土塔架上，通过水位检测、振动检测、同心度检测和缝隙检测，实时检测多个区域的状态参数，并将数据发送至三维塔架模型中对应的位置展示；跨区分析模块对各个区域的状态参数进行独立或联合分析，生成水位、振动、缝隙、共振和偏移的分析结果；定位警报模块接收分析结果，通过最终塔架模型定位异常位置并提供相应的异常警报；本发明能够保障混凝土塔架的正常运行，提高监测精度和效率，减少传感设备，监测共振和位置以及降低维修成本和运行风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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是本发明系统流程图；

图2是本发明方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在一个实施例中，请参阅图1，一种混凝土塔架状态监测系统，包括：

区域划分模块，其用于根据混凝土塔架的结构将混凝土塔架划分为若干区域，并对其进行扫描，生成三维塔架模型；

参数检测模块，其设置于混凝土塔架上，并与区域划分模块连接，用于根据区域划分结果检测混凝土塔架各区域的状态参数，并将其发送至三维塔架模型中对应的位置进行显示；

跨区分析模块，其与三维塔架模型连接，用于对各个状态参数按照其所在的区域进行独立或联合分析生成状态分析结果；

定位警报模块，其与跨区分析模块连接，用于接收状态分析结果，定位异常位置并提供异常警报。

上述实施例的原理是：通过区域划分模块将混凝土塔架划分为若干区域，并生成三维塔架模型。参数检测模块设置在混凝土塔架上，根据区域划分结果检测各个区域的状态参数，并将数据发送至三维塔架模型中对应的位置进行显示。跨区分析模块与三维塔架模型连接，对各个区域的状态参数进行独立或联合分析，生成状态分析结果。定位警报模块接收状态分析结果，定位异常位置并提供异常警报。

上述实施例的有益效果是：该系统能够实时监测混凝土塔架各个区域的状态参数，帮助及早发现潜在问题；通过三维塔架模型以及定位警报模块，能够精确定位异常位置，方便快速进行修复和维护工作；跨区分析模块的独立或联合分析能够为不同区域的状态参数提供详尽的分析结果，有助于理解塔架的整体状态；定位警报模块可根据状态分析结果提供准确的异常警报，确保相关人员能够及时采取行动，减少潜在风险。

为了进一步优化上述方案，请参阅图1，一种混凝土塔架状态监测系统，区域划分模块包括：

三维建模单元，其通过扫描设备获取混凝土塔架的结构信息，生成塔架模型；

分割单元，其与塔架模型连接，用于根据混凝土塔架建造时的结构图纸对塔架模型进行分割，将塔架模型由下至上分割为底板区域、第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域；

标记单元，其与分割单元和塔架模型连接，用于标记塔架模型中各个区域以及各个区域的连接处，生成最终塔架模型；

交互显示设备，其与最终塔架模型连接，用于在电子设备上显示最终塔架模型，并能够通过电子设备在最终塔架模型上增加标记点。

需要说明的是，本实施例通过以上优化的区域划分模块，该混凝土塔架状态监测系统能够更准确地生成塔架模型并显示各个区域及其连接关系，提升了系统的可视化效果和操作体验。

优选的，在上述的一种混凝土塔架状态监测系统中，参数检测模块包括：

水位检测单元，其设置于混凝土塔架底板区域处的预设水位测点上，用于检测渗透入底板区域的水位数据；

振动检测单元，其设置有多个，分别设置于混凝土塔架第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域处的预设振动测点上，用于检测上述各个区域的振动数据；

同心度检测单元，其包括设置于混凝土塔架底板区域中心处的预设中心测点以及设置于混凝土塔架第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域处的预设同心度测点上，用于检测第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域与底板区域中心处的同心度数据；

缝隙检测单元，其设置有多个，分别设置于混凝土塔架各个区域处的预设缝隙测点上，用于检测混凝土塔架开裂造成的缝隙宽度数据；

数据输送单元，其与水位检测单元、振动检测单元、同心度检测单元、缝隙检测单元和最终塔架模型连接，用于将检测到的各项参数数据发送至最终塔架模型中对应的标记点处显示。

需要说明的是，水位检测单元、振动检测单元、同心度检测单元和缝隙检测单元的检测原理为现有技术手段；本实施例能够全面监测混凝土塔架的状态参数，并将数据与最终塔架模型相结合，提供高效的状态显示和异常预警功能；利用同心度检测单元既可见检测各个区域的同心度，又能够检测各个区域的偏移量。

为了进一步优化上述方案，请参阅图1，一种混凝土塔架状态监测系统，参数检测模块还包括：

在混凝土塔架上设定测点时，根据该测点位置生成最终塔架模型能够识别的坐标值，将该坐标值通过交互显示设备输入最终塔架模型中，根据坐标值在最终塔架模型上增加标记点，该标记点对应新设定的测点；

通过交互显示设备将该标记点以测点名称命名，并在该测点检测到参数数据时将该参数数据展示在该标记点处。

需要说明的是，可采用颜色标记的方式显示测点在模型中的位置；本实施例参数检测模块能够更好地与最终塔架模型进行交互，并实现标记点的添加和参数数据的展示，提高了监测系统的可视化效果和操作便捷性。

为了进一步优化上述方案，请参阅图1，一种混凝土塔架状态监测系统，参数检测模块还包括：

各个区域处的预设振动测点设置于同一轴线上；

预设缝隙测点包括连接测点和自定义测点；连接测点设置于混凝土塔架各个区域的连接处，用于检测各个区域间开裂造成的缝隙宽度数据；自定义测点根据检修人员设定在容易存在开裂的位置处，用于检测混凝土塔架表面或内部开裂造成的缝隙宽度数据。

需要说明的是，预设缝隙测点的设定可根据人员观察设定，也可以根据历史开裂频率较高的位置进行设定；本实施例提供更全面和准确的振动和缝隙数据；有助于及早发现潜在问题，进行结构安全评估，并能够采取必要的维护和修复措施，提高混凝土塔架的使用寿命和安全性。

为了进一步优化上述方案，请参阅图1，一种混凝土塔架状态监测系统，跨区分析模块包括：

独立分析单元，其与最终塔架模型连接，用于获取最终塔架模型中预设水位测点、预设振动测点和预设缝隙测点处的参数数据，并根据预设参数标准进行独立的对比分析，生成水位分析结果、振动分析结果和缝隙分析结果；

联合分析单元，其与最终塔架模型连接，用于获取最终塔架模型中预设振动测点、预设中心测点和预设同心度测点处的参数数据，并根据各个区域的振动数据联合判定混凝土塔架的共振状态、根据各个区域的同心度数据联合判定混凝土塔架的偏移状态，生成共振分析结果和偏移分析结果；

其中，联合分析单元的分析过程包括：

获取该时刻底板区域的振动数据M0、第A级区域的振动数据M1、第B级区域的振动数据M2、第C级区域的振动数据M3、…、第N级区域的振动数据Mn；

将上述振动数据按照区域所在的高度由下至上进行排序，并绘制当前状态下的振动折线图；

预先设定共振状态下的振动折线图，获取共振状态下的振动折线图中的共振特征信息，将其代入当前状态下的振动折线图中放大、整合，分析共振特征信息与当前状态下的振动折线图的重合量，当重合量高于预设值时生成共振分析结果为共振状态；

获取该时刻第A级区域与底板中心的同心度数据S1、第B级区域与底板中心的同心度数据S2、第C级区域与底板中心的同心度数据S3、…、第N级区域与底板中心的同心度数据Sn；

预先设定标准状态下的同心度范围S0，将其与各个区域的同心度数据进行对比，确定出现偏移的位置区域；

计算各个区域的同心度与标准状态下的同心度范围S0的差异值δS，该差异值δS对应该区域出现偏移的偏移量；

结合出现偏移的位置区域和偏移量生成偏移分析结果；

将分析结果为异常的测点在最终塔架模型的对应标记点上凸显。

需要说明的是，本实施例通过独立分析结果，可以针对水位、振动和缝隙等参数进行准确评估，识别出与预设参数标准不符的异常情况；联合分析结果可以综合考虑多个测点之间的关系，进一步评估混凝土塔架的状态；联合分析单元通过绘制振动折线图，比对实际振动特征与预设共振状态下的振动特征，判断当前状态是否存在共振现象，有助于及早发现可能导致结构破坏或破损的共振问题；联合分析单元通过对比各个区域的同心度数据与标准状态下的同心度范围，确定出现偏移的位置区域，并评估偏移量，可以帮助检测结构的位移或偏移情况，及时发现潜在的结构安全隐患；操作人员可以直观地看到存在异常的测点位置，更方便地进行后续处理和维护。

为了进一步优化上述方案，请参阅图1，一种混凝土塔架状态监测系统，定位警报模块包括：

定位单元，其与最终塔架模型连接，用于将凸显为异常的标记点的坐标值转换为混凝土塔架的位置信息，生成异常定位信息；

报警单元，其与定位单元、独立分析单元、联合分析单元和最终塔架模型连接，用于获取水位分析结果、振动分析结果、缝隙分析结果、共振分析结果和偏移分析结果，并将分析为异常的结果与异常定位信息对应整合为警报信息，并将其发送至检修人员的终端设备上。

需要说明的是，本实施例可以提供准确的异常定位信息，并将多个分析结果整合为综合性的警报信息，实现实时的警报信息发送，有助于检修人员迅速了解塔架状态异常情况，并采取相应的措施，保障混凝土塔架的结构安全和可靠性。

在一个实施例中，请参阅图2，一种混凝土塔架状态监测方法，包括以下步骤：

步骤一，获取混凝土塔架的结构信息，利用扫描设备对混凝土塔架进行扫描，获取其结构信息；基于获取的结构信息，利用三维建模技术生成混凝土塔架的三维塔架模型；

步骤二，根据混凝土塔架的结构特点，将三维塔架模型划分为若干区域；各个区域由下至上分别为底板区域、第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域；

步骤三，在混凝土塔架上设置水位检测单元、振动检测单元、同心度检测单元和缝隙检测单元，每个单元对应一个或多个预设的监测测点，实时检测混凝土塔架各个区域的状态参数，包括水位、振动、同心度和缝隙宽度；

步骤四，将预设的监测测点在三维塔架模型中对应标记，将监测到的参数数据发送至三维塔架模型中对应的标记点处进行显示和记录；

步骤五，独立分析三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成水位分析结果、振动分析结果和缝隙分析结果；联合分析三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成共振分析结果和偏移分析结果；

步骤六、根据分析结果定位出现异常的区域和测点，确认具体的异常位置，将异常位置和分析结果整合为警报信息，并发送至相关人员的终端设备，进行异常预警和通知。

需要说明的是，联合分析三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成共振分析结果和偏移分析结果的过程包括：

获取该时刻底板区域的振动数据M0、第A级区域的振动数据M1、第B级区域的振动数据M2、第C级区域的振动数据M3、…、第N级区域的振动数据Mn；

将上述振动数据按照区域所在的高度由下至上进行排序，并绘制当前状态下的振动折线图；

预先设定共振状态下的振动折线图，获取共振状态下的振动折线图中的共振特征信息，将其代入当前状态下的振动折线图中放大、整合，分析共振特征信息与当前状态下的振动折线图的重合量，当重合量高于预设值时生成共振分析结果为共振状态；

获取该时刻第A级区域与底板中心的同心度数据S1、第B级区域与底板中心的同心度数据S2、第C级区域与底板中心的同心度数据S3、…、第N级区域与底板中心的同心度数据Sn；

预先设定标准状态下的同心度范围S0，将其与各个区域的同心度数据进行对比，确定出现偏移的位置区域；

计算各个区域的同心度与标准状态下的同心度范围S0的差异值δS，该差异值δS对应该区域出现偏移的偏移量；

结合出现偏移的位置区域和偏移量生成偏移分析结果；

本实施例能够实时获取混凝土塔架各个区域的状态参数数据，确保随时了解塔架的状态，通过最终塔架模型定位异常位置，能够准确地确定出现问题的具体区域，便于后续的检修和处理，对状态参数进行独立或联合分析，生成水位、振动、缝隙、共振和偏移等分析结果，提供给维护人员判断和决策的依据；通过整合分析结果和异常定位信息，生成异常警报信息，及时通知维护人员，提供预警能力，避免异常状态造成的安全风险；进而保障混凝土塔架的正常运行，提高监测精度和效率，降低维护成本，有效防范潜在的安全问题。

需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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)

1.一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，包括：：

区域划分模块，其用于根据混凝土塔架的结构将所述混凝土塔架划分为若干区域，并对其进行扫描，生成三维塔架模型；

参数检测模块，其设置于所述混凝土塔架上，并与所述区域划分模块连接，用于根据区域划分结果检测所述混凝土塔架各区域的状态参数，并将其发送至三维塔架模型中对应的位置进行显示；

跨区分析模块，其与所述三维塔架模型连接，用于对各个状态参数按照其所在的区域进行独立或联合分析生成状态分析结果；

定位警报模块，其与所述跨区分析模块连接，用于接收状态分析结果，定位异常位置并提供异常警报。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，所述区域划分模块包括：

三维建模单元，其通过扫描设备获取所述混凝土塔架的结构信息，生成塔架模型；

分割单元，其与所述塔架模型连接，用于根据所述混凝土塔架建造时的结构图纸对所述塔架模型进行分割，将所述塔架模型由下至上分割为底板区域、第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域；

标记单元，其与所述分割单元和所述塔架模型连接，用于标记所述塔架模型中各个区域以及各个区域的连接处，生成最终塔架模型；

交互显示设备，其与所述最终塔架模型连接，用于在电子设备上显示所述最终塔架模型，并能够通过所述电子设备在所述最终塔架模型上增加标记点。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，所述参数检测模块包括：

水位检测单元，其设置于所述混凝土塔架底板区域处的预设水位测点上，用于检测渗透入所述底板区域的水位数据；

振动检测单元，其设置有多个，分别设置于所述混凝土塔架第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域处的预设振动测点上，用于检测上述各个区域的振动数据；

同心度检测单元，其包括设置于所述混凝土塔架底板区域中心处的预设中心测点以及设置于所述混凝土塔架第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域处的预设同心度测点上，用于检测第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域与底板区域中心处的同心度数据；

缝隙检测单元，其设置有多个，分别设置于所述混凝土塔架各个区域处的预设缝隙测点上，用于检测所述混凝土塔架开裂造成的缝隙宽度数据；

数据输送单元，其与所述水位检测单元、所述振动检测单元、所述同心度检测单元、所述缝隙检测单元和所述最终塔架模型连接，用于将检测到的各项参数数据发送至所述最终塔架模型中对应的标记点处显示。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，所述参数检测模块还包括：

在所述混凝土塔架上设定测点时，根据该测点位置生成所述最终塔架模型能够识别的坐标值，将该坐标值通过所述交互显示设备输入所述最终塔架模型中，根据坐标值在所述最终塔架模型上增加标记点，该标记点对应新设定的测点；

通过所述交互显示设备将该标记点以测点名称命名，并在该测点检测到参数数据时将该参数数据展示在该标记点处。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，所述参数检测模块还包括：

各个区域处的所述预设振动测点设置于同一轴线上；

所述预设缝隙测点包括连接测点和自定义测点；所述连接测点设置于所述混凝土塔架各个区域的连接处，用于检测各个区域间开裂造成的缝隙宽度数据；所述自定义测点根据检修人员设定在容易存在开裂的位置处，用于检测所述混凝土塔架表面或内部开裂造成的缝隙宽度数据。

6.根据权利要求5所述的一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，所述跨区分析模块包括：

独立分析单元，其与所述最终塔架模型连接，用于获取所述最终塔架模型中预设水位测点、预设振动测点和预设缝隙测点处的参数数据，并根据预设参数标准进行独立的对比分析，生成水位分析结果、振动分析结果和缝隙分析结果；

联合分析单元，其与所述最终塔架模型连接，用于获取所述最终塔架模型中预设振动测点、预设中心测点和预设同心度测点处的参数数据，并根据各个区域的振动数据联合判定所述混凝土塔架的共振状态、根据各个区域的同心度数据联合判定所述混凝土塔架的偏移状态，生成共振分析结果和偏移分析结果。

7.根据权利要求6所述的一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，所述联合分析单元的分析过程包括：

获取该时刻底板区域的振动数据M0、第A级区域的振动数据M1、第B级区域的振动数据M2、第C级区域的振动数据M3、…、第N级区域的振动数据Mn；

将上述振动数据按照区域所在的高度由下至上进行排序，并绘制当前状态下的振动折线图；

预先设定共振状态下的振动折线图，获取共振状态下的振动折线图中的共振特征信息，将其代入当前状态下的振动折线图中放大、整合，分析共振特征信息与当前状态下的振动折线图的重合量，当重合量高于预设值时生成共振分析结果为共振状态；

获取该时刻第A级区域与底板中心的同心度数据S1、第B级区域与底板中心的同心度数据S2、第C级区域与底板中心的同心度数据S3、…、第N级区域与底板中心的同心度数据Sn；

预先设定标准状态下的同心度范围S0，将其与各个区域的同心度数据进行对比，确定出现偏移的位置区域；

计算各个区域的同心度与标准状态下的同心度范围S0的差异值δS，该差异值δS对应该区域出现偏移的偏移量；

结合出现偏移的位置区域和偏移量生成偏移分析结果；

将分析结果为异常的测点在所述最终塔架模型的对应标记点上凸显。

8.根据权利要求7所述的一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，所述定位警报模块包括：

定位单元，其与所述最终塔架模型连接，用于将凸显为异常的标记点的坐标值转换为所述混凝土塔架的位置信息，生成异常定位信息；

报警单元，其与所述定位单元、所述独立分析单元、所述联合分析单元和所述最终塔架模型连接，用于获取水位分析结果、振动分析结果、缝隙分析结果、共振分析结果和偏移分析结果，并将分析为异常的结果与异常定位信息对应整合为警报信息，并将其发送至检修人员的终端设备上。

9.一种混凝土塔架状态监测方法，基于权利要求1-8所述的一种混凝土塔架状态监测系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，获取混凝土塔架的结构信息，利用扫描设备对混凝土塔架进行扫描，获取其结构信息；基于获取的结构信息，利用三维建模技术生成混凝土塔架的三维塔架模型；

步骤二，根据混凝土塔架的结构特点，将三维塔架模型划分为若干区域；各个区域由下至上分别为底板区域、第A级区域、第B级区域、第C级区域、…、第N级区域；

步骤三，在混凝土塔架上设置水位检测单元、振动检测单元、同心度检测单元和缝隙检测单元，每个单元对应一个或多个预设的监测测点，实时检测混凝土塔架各个区域的状态参数，包括水位、振动、同心度和缝隙宽度；

步骤四，将预设的监测测点在所述三维塔架模型中对应标记，将监测到的参数数据发送至三维塔架模型中对应的标记点处进行显示和记录；

步骤五，独立分析所述三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成水位分析结果、振动分析结果和缝隙分析结果；联合分析所述三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成共振分析结果和偏移分析结果；

步骤六、根据分析结果定位出现异常的区域和测点，确认具体的异常位置，将异常位置和分析结果整合为警报信息，并发送至相关人员的终端设备，进行异常预警和通知。

10.根据权利要求9所述的一种混凝土塔架状态监测方法，其特征在于，所述联合分析所述三维塔架模型中显示的各个区域的状态参数，生成共振分析结果和偏移分析结果的过程包括：

获取该时刻底板区域的振动数据M0、第A级区域的振动数据M1、第B级区域的振动数据M2、第C级区域的振动数据M3、…、第N级区域的振动数据Mn；

将上述振动数据按照区域所在的高度由下至上进行排序，并绘制当前状态下的振动折线图；

预先设定共振状态下的振动折线图，获取共振状态下的振动折线图中的共振特征信息，将其代入当前状态下的振动折线图中放大、整合，分析共振特征信息与当前状态下的振动折线图的重合量，当重合量高于预设值时生成共振分析结果为共振状态；

获取该时刻第A级区域与底板中心的同心度数据S1、第B级区域与底板中心的同心度数据S2、第C级区域与底板中心的同心度数据S3、…、第N级区域与底板中心的同心度数据Sn；

预先设定标准状态下的同心度范围S0，将其与各个区域的同心度数据进行对比，确定出现偏移的位置区域；

计算各个区域的同心度与标准状态下的同心度范围S0的差异值δS，该差异值δS对应该区域出现偏移的偏移量；

结合出现偏移的位置区域和偏移量生成偏移分析结果。