CN215338420U - 一种抱杆起立过程实时安全监控系统 - Google Patents

一种抱杆起立过程实时安全监控系统 Download PDF

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张龙斌
唐波
刘钢
李枫航
尚智宇
杨晓峰
张灿
姚佳奇
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一种抱杆起立过程实时安全监控系统,该系统包括:安装于牵引绳上的拉力监测模块,安装于抱杆上的倾角监测模块;拉力监测模块,将采集到的牵引绳受力信号通过无线局域网传至数据显示终端;倾角监测模块,将采集到的抱杆倾角信号通过无线局域网传至数据显示终端;数据显示终端,用于设定牵引绳受力信号值、抱杆倾角信号的危险预警值、并在达到危险预警值时自动发出预警提示。本实用新型一种抱杆起立过程实时安全监控系统,能够有效解决在输电铁塔组立施工抱杆起立过程中,无法准确判断牵引绳受力与抱杆倾角的技术问题,在避免施工事故的同时提高了施工效率。

Description

一种抱杆起立过程实时安全监控系统
技术领域
本实用新型涉及输电线路铁塔施工技术领域,具体涉及一种抱杆起立过程实时安全监控系统。
背景技术
内悬浮抱杆分解组塔因其施工效率高、受地形条件影响小,成为输电铁塔组立较为常用的方法之一。内悬浮抱杆分解组塔依靠抱杆完成塔片起吊,故在起吊塔片之前,需先将抱杆起立。因抱杆重量较大,起立抱杆的牵引绳受力较大,一旦其受力过载将发生严重的施工安全事故。并且在起立过程中难以准确感知抱杆倾角,因需反复调整抱杆角度而影响施工效率。
目前,在输电铁塔组立抱杆的起立过程中,多采用施工负责人的视觉观察法对抱杆起立进行监测,其无法感知牵引绳受力过载的临界状态与抱杆起立倾角,从而导致在抱杆起立过程中不仅牵引绳受力危险易发生安全事故。且因需反复调整抱杆角度而影响施工效率。因此,为确保抱杆起立过程中牵引绳受力安全、精准感知抱杆起立倾角,需要对起吊绳受力与抱杆倾角实时监测。
发明内容
本实用新型提供一种抱杆起立过程实时安全监控系统,能够有效解决在输电铁塔组立施工抱杆起立过程中,无法准确判断牵引绳受力与抱杆倾角的技术问题,在避免施工事故的同时提高了施工效率。
本实用新型采取的技术方案为:
一种抱杆起立过程实时安全监控系统,该系统包括:
安装于牵引绳上的拉力监测模块,
安装于抱杆上的倾角监测模块,
拉力监测模块,将采集到的牵引绳受力信号通过无线局域网传至数据显示终端;
倾角监测模块,将采集到的抱杆倾角信号通过无线局域网传至数据显示终端
数据显示终端,用于设定牵引绳受力信号值、抱杆倾角信号的危险预警值、并在达到危险预警值时自动发出预警提示。
所述拉力监测模块通过U型环串接进牵引绳中,拉力监测模块两端通过线夹并联二次保护绳。
所述拉力监测模块包括电阻应变片,电阻应变片用于采集牵引绳受力信号,采集的牵引绳受力信号经过第一模数转换单元进行数据经模数转换后,输送至第一单片机STC12LE5616AD进行数据处理,然后通过第一无线传输单元XBee-PRO 900HP将数据传送至数据显示终端。
所述拉力监测模块还包括第一锂电池,第一锂电池分别连接电阻应变片、第一模数转换单元、第一单片机STC12LE5616AD、第一无线传输单元XBee-PRO 900HP并为这些模块提供工作电源。
所述拉力监测模块还包括42CrMO制成的金属外壳,第一模数转换单元、第一单片机STC12LE5616AD、第一无线传输单元XBee-PRO 900HP设置在所述金属外壳内,外壳表面电镀一层Ni。
在抱杆的横截面任一位置通过四根钢板搭建一个承托架,倾角监测模块通过安装在所述承托架上。
所述倾角监测模块包括无线倾角传感器,无线倾角传感器用于采集抱杆倾角信号,采集的抱杆倾角信号经过第二模数转换单元模数转换后,输送至第二单片机STC12LE5616AD进行数据处理,然后通过第二无线传输单元XBee-PRO 900HP将数据传送至数据显示终端。
所述倾角监测模块还包括第二锂电池,第二锂电池分别连接无线倾角传感器、第二模数转换单元、第二单片机STC12LE5616AD、第二无线传输单元XBee-PRO 900HP并为这些模块提供工作电源。
所述倾角监测模块还包括聚乙烯材料制成的外壳,第二模数转换单元、第二单片机STC12LE5616AD、第二无线传输单元XBee-PRO 900HP设置在所述聚乙烯外壳内。
本实用新型一种抱杆起立过程实时安全监控系统,技术效果如下:
1)、本实用新型解决了输电铁塔组立施工抱杆起立过程中,牵引绳受力较大且受力复杂,易发生安全事故的问题,有效确保了抱杆起立过程的顺利进行。
2)、因输电铁塔组立施工抱杆起立过程中,抱杆起立倾角难以准确辨别,从而导致不知何时停止牵引,并且在调正抱杆位置时需反复调整,降低施工效率。本实用新型可以使施工人员及时准确感知抱杆起立倾角,提高了抱杆起立的施工效率。
3)、本实用新型的无线拉力\倾角检测模块,解决了传统有线传感器的数据传输线在抱杆起立施工过程中不易搭接、易损坏的困难,有利于传感器监测数据的顺利传输。
4)、本实用新型的轮询式数据传输方式,解决了多传感器采集数据在传输过程易发生相互干扰的问题,避免了数据显示终端出现传感器采集数据乱码的现象。
5)、本实用新型的传感器的自动休眠、定时唤醒的工作模式,减少了传感器电能的损耗,增大了传感器的续航能力,解决了传感器在野外施工监测时不易充电的困难。
6)、本实用新型采用上述装置,能够有效解决在输电铁塔组立施工抱杆起立过程中,无法准确判断牵引绳受力与抱杆倾角的困难,避免了牵引绳因受力过载无法感知而发生安全事故的问题,同时因能准确感知抱杆起立倾角而便于控制牵引设备和调整抱杆至竖直状态。采用本实用新型的装置进行抱杆起立,在避免施工事故的同时提高了施工效率。
附图说明
图1为抱杆起立过程中各个部件安装示意图。
图2为拉力\倾角传感器采集数据传至数据显示终端示意图。
图3为拉力监测模块安装示意图。
图4为倾角监测模块安装方法示意图。
图5为抱杆起立监测方法的流程图。
图6为数据显示终端显示界面示意图。
图7为拉力\倾角监测模块内部连接示意图。
其中,1-已组塔腿,2-抱杆,3-小人字抱杆,4-牵引绳,5-侧面绳,6-制动绳,7-地滑车,8-牵引设备, 9-拉力监测模块,10-倾角监测模块,11-无线局域网,12-数据显示终端,13-U型环,14-线夹,15-二次保护绳,16-抱杆2的横截面,17-钢板。
具体实施方式
如图1所示,抱杆起立,是指凭借牵引设备8通过地滑车7拉动牵引绳4依靠小人字抱杆3带动抱杆2从水平变为竖直的过程,在起立过程中,侧面绳5和制动绳6防止抱杆2移位和向侧面倾斜。
无线局域网11采用ZigBee无线通信技术实现传感器采集数据的局域内无线传输。
数据显示终端12是能接受拉力监测模块9与倾角监测模块10发送的数据,并能根据设定的二者监测数据的预警值自动预警警的上位机与显示器。
数据显示终端12采用HUAWEI MatePad Pro12.6英寸 8GB+128GB 8扬声器 OLED全面屏平板电脑。
拉力监测模块9与倾角监测模块10,采用轮询的数据传输方式和自动休眠、定时唤醒的工作模式。轮询传输即传感器采集数据按照设定时间依次轮换占用传输信道,一个传感器进行数据传输时,另一个传感器排队等候,轮询模式的最小时间间隔为数据处理和传输所用的时间。自动休眠、定时唤醒的工作模式即传感器发送一次数据后即进入休眠模式,在进入下一轮数据传输前被提前唤醒。
实施例1:
一种抱杆起立情况的监测装置,是用于铁塔组立施工中,抱杆起立过程牵引绳4受力监测的装置。包括拉力监测模块9、无线局域网11和数据显示终端12。
如图2所示,抱杆2起立过程牵引绳4受力监测,是指将安装在牵引绳4上的拉力监测模块9采集到的牵引绳受力信息,通过无线局域网11传至数据显示终端12,并在数据显示终端12提前根据施工要求与绳索规格,设定牵引绳4受力危险的预警值。当数据显示终端12接受到的拉力监测模块9的数值达到预警值时,会自动发出预警相应。
如图7所示,拉力监测模块9包括电阻应变片,电阻应变片用于采集牵引绳4受力信号,采集的牵引绳4受力信号经过第一模数转换单元进行数据经模数转换后,输送至第一单片机STC12LE5616AD进行数据处理,然后通过第一无线传输单元XBee-PRO 900HP将数据传送至数据显示终端12。
所述拉力监测模块9还包括第一锂电池,第一锂电池分别连接电阻应变片、第一模数转换单元、第一单片机STC12LE5616AD、第一无线传输单元XBee-PRO 900HP并为这些模块提供工作电源。电源剩余电量与牵引绳4受力数据一起经第一无线传输单元XBee-PRO900HP传送至数据显示终端12。
第一模数转换单元采用ADS1232模块。
所述拉力监测模块9还包括42CrMO制成的金属外壳,第一模数转换单元、第一单片机STC12LE5616AD、第一无线传输单元XBee-PRO 900HP设置在所述金属外壳内,外壳表面电镀一层Ni。金属外壳具有易与组塔绳索相连的外形结构,耐腐蚀,以适应组塔施工现场恶劣的环境。
如图3所示,拉力监测模块9的安装方式:通过U型环13将无线拉力传感器9串接进牵引绳4中,并在拉力监测模块9两端通过线夹14并联二次保护绳15。二次保护绳15是略长于无线拉力传感器的钢丝绳。
如图6所示,数据显示终端12,能接受拉力监测模块9发送的数据,并能根据设定的二者监测数据的预警值自动预警警的显示器,其可显示拉力监测模块9采集数据、拉力监测模块9剩余电量、以及通信情况,当拉力监测模块9采集数据未达到预警值、剩余电量超过20%、通信情况良好时相应指示灯为绿色,否则为红色。
实施例2:
一种抱杆起立情况的监测装置,是用于铁塔组立施工中抱杆起立过程中抱杆倾斜角度监测的装置,包括倾角监测模块10、无线局域网11和数据显示终端12。
如图2所示,所述抱杆起立过程抱杆倾角监测,是指将安装在抱杆2上的倾角监测模块10采集到的抱杆倾角信息,通过无线局域网11传至数据显示终端12,并在数据显示终端12提前根据施工要求与绳索规格设定牵引绳受力危险的预警值。
如图7所示,倾角监测模块10包括无线倾角传感器,无线倾角传感器用于采集抱杆2倾角信号,采集的抱杆2倾角信号经过第二模数转换单元模数转换后,输送至第二单片机STC12LE5616AD进行数据处理,然后通过第二无线传输单元XBee-PRO 900HP将数据传送至数据显示终端12。
无线倾角传感器采用SCA100T双轴倾角传感器。
所述倾角监测模块10还包括第二锂电池,第二锂电池分别连接无线倾角传感器、第二模数转换单元、第二单片机STC12LE5616AD、第二无线传输单元XBee-PRO 900HP并为这些模块提供工作电源。电源剩余电量与抱杆2倾角信号数据一起经第二无线传输单元XBee-PRO 900HP传送至数据显示终端12。
所述倾角监测模块10还包括聚乙烯材料制成的外壳,第二模数转换单元、第二单片机STC12LE5616AD、第二无线传输单元XBee-PRO 900HP设置在所述聚乙烯外壳内。
如图4所示,倾角监测模块10的安装方式:倾角监测模块10四角处设有可安装螺杆的圆孔,并配有4根钢板17。安装时,先在抱杆2的横截面16任一位置通过所述四根钢板17搭建一个“井”字形承托架,后将倾角监测模块10通过螺杆安装在“井”字形承托架正中央。
如图6所示,数据显示终端12,能接受倾角监测模块10发送的数据,并能根据设定的预警值自动预警的显示器,其可显示无线倾角传感器采集数据、无线倾角传感器剩余电量、以及通信情况,当无线倾角传感器采集数据未达到预警值、剩余电量超过20%、通信情况良好时相应指示灯为绿色,否则为红色。
一种抱杆起立情况的监测方法。该方法的步骤如下:
S1:启动拉力监测模块9、倾角监测模块10和数据显示终端12,查看拉力监测模块9、倾角监测模块10的电量剩余情况;
S2:在每次使用前根据具体施工需求,在数据显示终端12设定无线拉力传感器与无线倾角传感器的预警值;
S3:将拉力监测模块9与倾角监测模块10组装好后,分别安装在牵引绳4与抱杆2上,待数据显示终端12与无线传输网络成功建立通信后,通过数据显示终端12实时查看牵引绳4的受力与抱杆2的起立倾角;
S4:当牵引绳4的受力与抱杆2的起立倾角达到设定的预警值时,数据显示终端12会自动发出声音预警,提醒施工工人做出相应处理。

Claims (9)

1.一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于该系统包括:
安装于牵引绳(4)上的拉力监测模块(9),
安装于抱杆(2)上的倾角监测模块(10),
拉力监测模块(9),将采集到的牵引绳(4)受力信号通过无线局域网(11)传至数据显示终端(12);
倾角监测模块(10),将采集到的抱杆(2)倾角信号通过无线局域网(11)传至数据显示终端(12);
数据显示终端(12),用于设定牵引绳(4)受力信号、抱杆(2)倾角信号的危险预警值、并在达到危险预警值时自动发出预警提示。
2.根据权利要求1所述一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于:所述拉力监测模块(9)通过U型环(13)串接进牵引绳(4)中,拉力监测模块(9)两端通过线夹(14)并联二次保护绳(15)。
3.根据权利要求1或2所述一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于:所述拉力监测模块(9)包括电阻应变片,电阻应变片用于采集牵引绳(4)受力信号,采集的牵引绳(4)受力信号经过第一模数转换单元进行数据经模数转换后,输送至第一单片机进行数据处理,然后通过第一无线传输单元将数据传送至数据显示终端(12)。
4.根据权利要求1或2所述一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于:所述拉力监测模块(9)还包括第一锂电池,第一锂电池分别连接电阻应变片、第一模数转换单元、第一单片机、第一无线传输单元并为这些模块提供工作电源。
5.根据权利要求1或2所述一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于:所述拉力监测模块(9)还包括42CrMO制成的金属外壳,第一模数转换单元、第一单片机第一无线传输单元设置在所述金属外壳内,外壳表面电镀一层Ni。
6.根据权利要求1所述一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于:在抱杆(2)的横截面(16)任一位置通过四根钢板(17)搭建一个承托架,倾角监测模块(10)通过安装在所述承托架上。
7.根据权利要求1或6所述一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于:所述倾角监测模块(10)包括无线倾角传感器,无线倾角传感器用于采集抱杆(2)倾角信号,采集的抱杆(2)倾角信号经过第二模数转换单元模数转换后,输送至第二单片机进行数据处理,然后通过第二无线传输单元将数据传送至数据显示终端(12)。
8.根据权利要求1或6所述一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于:所述倾角监测模块(10)还包括第二锂电池,第二锂电池分别连接无线倾角传感器、第二模数转换单元、第二单片机、第二无线传输单元并为这些模块提供工作电源。
9.根据权利要求1或6所述一种抱杆起立过程实时安全监控系统,其特征在于:所述倾角监测模块(10)还包括聚乙烯材料制成的外壳,第二模数转换单元、第二单片机、第二无线传输单元设置在所述聚乙烯外壳内。
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