CN218712762U - 一种回转式清污机在线监测系统及回转式清污机集中监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水电工程金属结构监测技术领域，提供了一种回转式清污机在线监测系统及回转式清污机集中监控系统；其中，回转式清污机在线监测系统包括用于采集数据的数据采集单元和用于数据处理的数据处理单元；所述数据处理单元包括主承载框架应力监测模块、振动响应监测模块、主轴套筒磨损监测模块、驱动链张紧力监测模块、电机振动监测模块、电机安全销监测模块。本实用新型代替了现有技术采用的定期人工巡检和常规的检查仪器，对回转式清污机设备的安全运行提供了新的保证，填补了我国水利水电工程金属结构(回转式清污机)实时在线监测的空白。

Description

一种回转式清污机在线监测系统及回转式清污机集中监控 系统

技术领域

本实用新型属于水电水利工程金属结构监测技术领域，具体的说，是涉及一种回转式清污机在线监测系统及回转式清污机集中监控系统。

背景技术

回转式清污机主要工作结构由电机、耙斗传动轴及机架等组成。在电机驱动下耙斗沿拦污栅面作回转运动，同时将污物带到清污机上方，倾倒在泄污槽中，由传送机构运走。回转式清污机的结构较为复杂、所处的环境恶劣以及运行维护不便等方方面面的原因造成其在运行过程中会出现各种故障甚至于出现失效状况。经本申请发明人分析，回转式清污机运行中主要面临以下问题：(1)细小漂浮状水草及生活垃圾很容易吸附缠绕在拦污栅及齿耙上，导致水流进入拦污栅速度减缓，并产生拦污栅前后水位差，降低进水池水位，影响机组安全运行；(2)清污机电动机与链轮之间安装有安全销，当堆积垃圾、漂浮物过多时，安全销被剪断以保护电动机不被损坏，但安全销自身没有安全预警措施，无法提前预警，无法准确判断停机时间，影响工程运行；(3)水草打捞不及时会造成拦污栅前堆积的大量水草会造成进水池流态不佳，使水泵受到汽蚀破坏，拦污栅收到振动破坏；(4)拦污栅前堆积的大量水草会使拦污栅前水位抬升，水压加上沉积的污物，使得拦污栅结构受力增加，威胁清污机的运行安全。

现有技术中，针对回转式清污机的监测主要依靠人工巡检，然而，清污机结构复杂，且停机时间少，检修人员无法保证对清污机的全面检查，导致盲区处的故障点成为整台设备的隐患点，一旦清污机因故障停止工作，泵站的供水也得不到保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种回转式清污机在线监测系统，以解决现有技术针对回转式清污机的运行监测采用人工巡检所存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种回转式清污机在线监测系统，包括用于采集数据的数据采集单元和用于数据处理的数据处理单元；所述数据处理单元包括主承载框架应力监测模块、振动响应监测模块、主轴套筒磨损监测模块、驱动链张紧力监测模块、电机振动监测模块、电机安全销监测模块。

具体的说，所述主承载框架应力监测模块包括若干安装在回转式清污机主梁位置的应力传感器。

具体的说，所述振动响应监测模块包括若干安装在在回转式清污机主框架上的三轴加速度传感器。

具体的说，所述主轴套筒磨损监测模块包括安装在回转式清污机的主轴套筒处的声发射传感器。

具体的说，所述驱动链张紧力监测模块包括安装在链轮支承座上的压力传感器。

具体的说，所述电机振动监测模块包括安装在电机位置处的单轴加速度传感器。

具体的说，所述电机安全销监测模块包括安装在电机和链轮之间的扭矩传感器。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种回转式清污机集中监控系统，其包括若干台回转式清污机布置的如上所述的回转式清污机在线监测系统和在线监控系统。

进一步的，所述在线监控系统包括用于对回转式清污机上游水域的水草面积进行智能监测识别的前端摄像头。

进一步的，所述集中控制系统为中控室系统。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型基于回转式清污机的结构特点及其运行所面临的问题，围绕回转式清污机设置主承载框架应力监测模块、振动响应监测模块、主轴套筒磨损监测模块、驱动链张紧力监测模块、电机振动监测模块、电机安全销监测模块，实现对回转式清污机的结构静应力、动应力、振动响应和电动机运行状态的实时在线监测，由此可准确发现和判别缺陷、安全故障现象和原因，代替了现有技术采用的定期人工巡检和常规的检查仪器，对回转式清污机设备的安全运行提供了新的保证，填补了我国水利水电工程金属结构(回转式清污机)实时在线监测的空白。

附图说明

图1为本实用新型-实施例1的原理框图。

图2为本实用新型-实施例1中传感器的布点位置图。

图3为本实用新型-实施例2的原理框图。

其中，附图标记对应的名称如下：1-应力传感器、2-三轴加速度传感器、3-声发射传感器、4-压力传感器、5-单轴加速度传感器、6-扭矩传感器。

具体实施方式

为了使得本领域技术人员对本实用新型有更清晰的认知和了解，以下结合实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。应当知晓的，下述所描述的具体实施例只是用于解释本实用新型，方便理解，本实用新型所提供的技术方案并不局限于下述实施例所提供的技术方案，实施例所提供的技术方案也不应当限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1～2所示，本实施例提供了一种回转式清污机在线监测系统，其主要基于回转式清污机的结构和在实际运行中面临的问题，采用传感技术，实现对回转式清污机设备进行24小时的动态、静态、振动的监测，准确发现和判别缺陷、安全故障现象和原因。

回转式清污机在线监测系统主要包括用于采集数据的数据采集单元和用于数据处理的数据处理单元，其中，数据采集单元根据回转式清污机的结构特点及实际运行面临的问题，创造性地采用各类传感器布置在回转式清污机设备相应的传感器测点位置，实现对回转式清污机运行中的各项数据的采集，数据处理单元采用处理器即可，其主要用于对传感器所采集的数据信号进行处理，其属于成熟技术，故在此不作赘述。

本实施例中，数据采集单元数据处理单元包括主承载框架应力监测模块、振动响应监测模块、主轴套筒磨损监测模块、驱动链张紧力监测模块、电机振动监测模块、电机安全销监测模块。通过上述各监测模块的设置，实现对回转式清污机的结构静应力、动应力、振动响应和电动机运行状态等的实时在线监测。

主承载框架应力监测模块包括若干安装在回转式清污机主梁位置的应力传感器。作为优选的，应力传感器采用防水数字型应变传感器，在钢板受力发生变形后，应变片采集到应变数据，数据以CAN的型式传输至总线盒内，直接传送至就近的现地处理器中，现地处理器具备数据存储、分析、综合评判的功能，可生成统计曲线和运行报表。

振动响应监测模块包括若干安装在回转式清污机主框架上的三轴加速度传感器。在回转式清污机启动以及受到水流冲击时，三轴加速度传感器采集到不同位置的正弦振动和随机振动数据，然后，将不同位置的振动数据传输给处理器，处理器再根据所采集的数据进行滤波、清噪、平均、回归等后处理得到各测点、各方向的振动实测值，根据实测值计算回转式清污机在不同运行工况下水流脉动诱发的振动位移。

主轴套筒磨损监测模块包括安装在回转式清污机的主轴套筒处的声发射传感器。在主轴与套筒之间摩擦时，声发射传感器采集到摩擦位置的超声波数据，然后，将超声波数据传输给处理器，处理器再根据所采集的数据进行滤波、降噪、平均、回归等后处理得到摩擦副的摩擦特征值，根据特征值判断套筒磨损状态。

驱动链张紧力监测模块包括安装在链轮支承座上的压力传感器。在清污机填装污物时，链条会被张紧，污物的重量将被分担在两侧链轮支承座上，压力传感器即可采集到压力数据，数据以Modbus的型式传输至现地处理器中，现地处理器具备数据存储、分析、综合评判的功能，可生成统计曲线和运行报表。

电机振动监测模块包括安装在电机位置处的单轴加速度传感器，通过单轴加速度传感器对电机运行时的振动情况进行监测，对于振动异常情况予以预警。

电机安全销监测模块包括安装在电机和链轮之间的扭矩传感器。在清污机填装污物时，链轮与电机之间的扭矩增大，安全销轴的剪切应力相应增加，扭矩传感器即可采集到扭矩数据，数据以Modbus的型式传输至现地处理器中，现地处理器具备数据存储、分析、综合评判的功能，可生成统计曲线和运行报表。

实施例2

在一个泵站布置的回转式清污机不止一台，而是多台，例如：宝应泵站现有清污机共10个进水孔，设置有10台齿耙回转式清污机，孔口净宽4m，栅体倾斜角度75°，栅条间距110mm，设计水头差1.5m，现有清污机控制柜10台。另一方面，回转式清污机启停控制均需人工手动操作，人员成本消耗较大，既费时费力又不能及时将污物清理出来，易在进水口处形成拥堵，严重影响泵站调水作业。

如图3所示，针对上述问题，本实施例在实施例1的基础上提供了一种回转式清污机集中监控系统，其包括若干台回转式清污机布置的如实施例1所述的回转式清污机在线监测系统和在线监控系统。

本实施例中，在线监控系统包括用于对回转式清污机上游水域的水草面积进行智能监测识别的前端摄像头；通过前端摄像头对上游水域水草面积进行监测，当水草面积过大时(设定值)，则回转式清污机集中监控系统自动向清污机控制柜发出控制指令，自动打开清污机清污，以此提高了清污机的捞草效率。

集中控制系统可以以操作台的结构形式布置在现地，也可以布置在集中控制室，布置在现地时，现地至集中控制室之间采用光纤连接；优选的，集中控制系统直接布置在中控室系统。

回转式清污机集中监控系统可同时对多台清污机进行启停操作，可集中显示清污机载荷、振动、水位差和视频等信号，本实施例通过回转式清污机集中监控系统的设置，其与清污机控制柜相结合，可实现泵站全设备的24小时在线监测和自动控制。

以了上所述即为本实用新型的优选实施方案。应当说明的是，本领域技术人员，在不脱离本实用新型的设计原理及技术方案的前提下，还可以作出若干的改进，而这些改进也应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种回转式清污机在线监测系统，其特征在于，包括用于采集数据的数据采集单元和用于数据处理的数据处理单元；所述数据处理单元包括主承载框架应力监测模块、振动响应监测模块、主轴套筒磨损监测模块、驱动链张紧力监测模块、电机振动监测模块、电机安全销监测模块。

2.根据权利要求1所述的回转式清污机在线监测系统，其特征在于，所述主承载框架应力监测模块包括若干安装在回转式清污机主梁位置的应力传感器(1)。

3.根据权利要求2所述的回转式清污机在线监测系统，其特征在于，所述振动响应监测模块包括若干安装在回转式清污机主框架上的三轴加速度传感器(2)。

4.根据权利要求3所述的回转式清污机在线监测系统，其特征在于，所述主轴套筒磨损监测模块包括安装在回转式清污机的主轴套筒处的声发射传感器(3)。

5.根据权利要求4所述的回转式清污机在线监测系统，其特征在于，所述驱动链张紧力监测模块包括安装在链轮支承座上的压力传感器(4)。

6.根据权利要求5所述的回转式清污机在线监测系统，其特征在于，所述电机振动监测模块包括安装在电机位置处的单轴加速度传感器(5)。

7.根据权利要求6所述的回转式清污机在线监测系统，其特征在于，所述电机安全销监测模块包括安装在电机和链轮之间的扭矩传感器(6)。

8.一种回转式清污机集中监控系统，其特征在于，包括集中控制系统，若干台回转式清污机布置的如权利要求1～7任一项所述的回转式清污机在线监测系统和在线监控系统。

9.根据权利要求8所述的回转式清污机集中监控系统，其特征在于，所述在线监控系统包括用于对回转式清污机上游水域的水草面积进行智能监测识别的前端摄像头。

10.根据权利要求9所述的回转式清污机集中监控系统，其特征在于，所述集中控制系统为中控室系统。

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