CN218201921U - 一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，该装置由移动轨道装置、光纤光栅在线监测预警装置及报警装置以构成。在移动轨道装置中，通过焊接方式将轨道固定在塔式起重机机身上，轨道内部含有通电金属块，光纤光栅应变传感器通过焊接方式与金属块连接在一起。金属块通过轨道两端的小型电动机实现上下移动，金属块通过金属通电后的电磁现象固定在轨道上，当需要上下移动时，则通过断电及启动小型电动机则可以实现。相对于传统塔式起重机本实用新型具有具有高精度、高稳定性、高可靠性、传输距离远、损耗小、不受电磁干扰、抗腐蚀、抗雷击能力强、安装简单、便于维护、可重复使用、性价比高等特点。

Description

一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置

技术领域

本实用新型涉及建筑施工的一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置。

背景技术

随着城市化建设的不断加快，越来越多的工程项目开始兴建，塔式起重机作为主要的建筑工程施工起重设备，在提高作业人员劳动效率、加快施工进度等方面具有无可替代的优势。受现场管理不到位、操作员违规操作等原因，塔式起重机在使用过程中存在较大的危险性，近年来塔式起重机安全事故频发，造成了重大的人员伤亡和经济损失。如2019年9月12日，广西梧州市某建筑工地塔吊斜吊起一堆重物，发生一起物体打击事故，造成1人死亡；2020年4月29日,山东济宁泗水一建筑工地一塔吊突然折断，致1人死亡，2人受伤；2021年9月贵州遵义一建筑工地在塔吊顶升过程中发生坍塌，造成三人死亡，直接经济损失527万元。

研究表明，对塔式起重机进行监测，可在一定程度上可减少人员伤亡数和经济损失量。目前对于塔式起重机的监测主要有以下几种类型：一是视频监控类型，通过在塔式起重机各个部位安装监控摄像头，通过摄像头判断塔式起重机是否处于危险状态，从而进行监测报警；二是对塔式起重机标准节进行监测，通过监测标准节应变判断塔式起重机是否安全；三是通过在塔式起重机身上安装各种传感器，来监测塔式起重机，例如温度传感器、风速传感器、幅度传感器、监控报警器等设备。上述塔式起重机监测设备中，第一类缺乏时效性，在机身应变较为严重时才能够发现，不能起到提前预警的作用；第二类缺乏完整性，只对标准节进行监测，忽略了对起重臂的监测；第三类缺乏经济实用性，一味堆砌机械设备，性价比低。

为解决以上问题，本实用新型提出一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置。光纤光栅应变传感器具有高精度、高稳定性、高可靠性、传输距离远、损耗小、本质安全，不受电磁干扰、抗腐蚀、抗雷击能力强等特点。安装简单，便于维护。相对于传统电子监测设备具有明显优势，可重复使用，性价比高，十分适合于塔机设备监测。

发明内容

为实现上述目的，一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，所述装置由移动轨道装置、光纤光栅在线监测预警装置、报警装置构成。所述移动轨道装置由金属轨道、小型电动机、应变传感装置、线圈构成，所述光纤光栅在线监测预警装置由计算机模块、光源模块、工控机模块、解调模块、金属外壳、光开关、光纤光栅FC/APC接口构成，所述报警装置与光纤光栅在线监测预警装置的计算机模块相连。

进一步的设置在于：

所述滑动小车与应变传感器通过焊接方式固定在一起，滑动小车可通电，通过小型电动机与金属电磁效应移动与停止。

所述金属轨道安装于安装于吊臂和塔身上。

所述报警装置，当计算机模块中得到的塔式起重机应变数据超出设定阈值时，触发报警装置，发出警报。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

(1)本实用新型可以对塔式起重机多位置进行应变监测

(2)本实用新型具有高精度、高稳定性、高可靠性、传输距离远、损耗小、不受电磁干扰、抗腐蚀、抗雷击能力强等特点。安装简单，便于维护。可重复使用，性价比高，十分适合于塔机设备监测。

附图说明

图1为本实用新型移动轨道装置与报警装置在塔式起重机上的布置点。

图2为光纤光栅解调预警装置内部构造示意图。

图3为轨道升降装置图及轨道横截面详图。

图中：1.竖向轨道点A，2.竖向轨道点B，3.横向轨道点C，4.横向轨道点D， 5.报警装置安装点，6.计算机模块，7.光源模块，8.工控机，9.解调模块，10. 解调装置金属外壳，11.光开关，12.光纤光栅FC/APC接口，13.金属轨道，14. 小型电动机，15.应变传感装置，15-1.滑动小车，15-2.应变传感器，16.线圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-3所示，一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，所述装置由移动轨道装置、光纤光栅在线监测预警装置、报警装置构成，其特征在于：所述移动轨道装置由金属轨道(13)、小型电动机(14)、应变传感装置 (15)、线圈(16)构成，其中金属轨道(13)固定于塔身、小型电动机(14) 固定于竖向轨道布置点B(2)上且与应变传感装置(15)通过线圈(16)连接，所述光纤光栅在线监测预警装置由计算机模块(6)、光源模块(7)、工控机模块(8)、解调模块(9)、金属外壳(10)、光开关(11)、光纤光栅FC/APC 接口(12)构成，其中工控机模块(8)与解调模块(9)为电性连接，计算机模块(6)与工控机模块(8)电性连接，解调模块(9)与计算机模块(6)电性连接，光开关(11)与光纤光栅FC/APC接口(12)通过光纤连接，计算机模块(6)、工控机模块(8)、解调模块(9)、光源模块(7)及光纤光栅FC/APC接口(12) 以焊接方式固定在金属外壳(10)上，移动轨道装置与光纤光栅在线监测预警装置通过光纤连接，光纤光栅在线监测预警装置与报警装置间电性连接。

滑动小车(15-1)与应变传感器(15-2)通过焊接方式固定在一起，滑动小车(15-1)可通电，通过小型电动机(14)与金属电磁效应移动与停止。

金属外壳(10)具有支座，且计算机模块(6)、工控机模块(8)及解调模块(9)通过螺栓与金属外壳固定在一起。

金属轨道(13)分别布置于竖向轨道点A(1)与竖向轨道点B(2)之间，横向轨道点C(3)与横向轨道点D(4)之间。计算机模块(6)与报警装置(5) 电性连接。

本实用新型的一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，包括以下步骤：

S1:确定轨道安装位置，并将所有设备安装完毕。

S2:确定需要监测的塔身和吊臂点位，通过小型电动机与线圈通电，将小车移动至监测点，进行应变监测。

S3:光纤光栅解调仪对光纤光栅应变传感器中心波长的偏移量进行分析。

S4:分析完成的数据信息传输至计算机模块中，进行储存和判断，通过显示设备可将显示相关数据信息。

s5:将分析得到的相关数据与预期设定阈值进行对比，通过计算机判断，若超过阈值，则报警装置进行声光报警及短信报警。

Claims (5)

1.一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，所述装置由移动轨道装置、光纤光栅在线监测预警装置、报警装置构成，其特征在于：所述移动轨道装置由金属轨道(13)、小型电动机(14)、应变传感装置(15)、线圈(16)构成，其中金属轨道(13)固定于塔身、小型电动机(14)固定于竖向轨道点B(2)上且与应变传感装置(15)通过线圈(16)连接，所述光纤光栅在线监测预警装置由计算机模块(6)、光源模块(7)、工控机模块(8)、解调模块(9)、金属外壳(10)、光开关(11)、光纤光栅FC/APC接口(12)构成，其中工控机模块(8)与解调模块(9)为电性连接，计算机模块(6)与工控机模块(8)电性连接，解调模块(9)与计算机模块(6)电性连接，光开关(11)与光纤光栅FC/APC接口(12)通过光纤连接，计算机模块(6)、工控机模块(8)、解调模块(9)、光源模块(7)及光纤光栅FC/APC接口(12)以焊接方式固定在金属外壳(10)上，移动轨道装置与光纤光栅在线监测预警装置通过光纤连接，光纤光栅在线监测预警装置与报警装置间电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，其特征在于，滑动小车(15-1)与应变传感器(15-2)通过焊接方式固定在一起，滑动小车(15-1)可通电，通过小型电动机(14)与金属电磁效应移动与停止。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，其特征在于，金属外壳(10)具有支座，且计算机模块(6)、工控机模块(8)及解调模块(9)通过螺栓与金属外壳固定在一起。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，其特征在于，金属轨道(13)分别布置于竖向轨道点A(1)与竖向轨道点B(2)之间，横向轨道点C(3)与横向轨道点D(4)之间。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅应变传感器的塔式起重机倾倒预警装置，其特征在于，计算机模块(6)与报警装置(5)电性连接。

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