一种组合式抱杆轴向压力预警系统及控制方法与流程

1.本发明属于本发明属于输电线路铁塔组立施工领域，具体涉及一种组合式抱杆轴向压力预警系统及控制方法。


背景技术：

2.为促进能源结构优化调整，解决能源消费与能源分布逆向分部的问题，杆塔组立是电网建设的重要施工环节，其投入人力物力的成本高，施工周期长，危险性大。抱杆是特高压及各电压等级电网的重要组塔施工装备之一，随着输电线路电压等级的提高，杆塔尺寸显著增加，塔材吊装过程的复杂性与一次性吊装重量越来越大。若塔材吊装重量超过抱杆规定的轴向压力，抱杆将发生压溃失稳等事故，造成不可估量的经济损失。目前，尚未有对抱杆轴向压力进行预警的装置，抱杆在工作过程中的轴向压力存在不确定性。另外，抱杆的高度会随着铁塔组立高度的升高而升高，这给抱杆轴向压力的监测预警带来了一定的难度。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种组合式抱杆轴向压力预警系统，包括：所述轴向压力测量模组固定在抱杆的设定监测点位上，用于采集所述抱杆的轴向压力值，并将采集到的轴向压力值传输到所述边缘计算模组；
4.所述边缘计算模组固定在抱杆的第一设定位置上，用于基于抱杆的起重量结合轴向压力计算式实时计算当前工况下的轴向压力，以所述当前工况下的轴向压力为起点上下浮动设定值的区间作为轴向压力预警区间；并将接收到的轴向压力值与所述轴向压力预警区间作对比，若接收到的轴向压力值不在所述轴向压力预警区间内则生成预警信息；同时将所述轴向压力值和所述预警信息发送至数据传输器；
5.所述数据传输器固定在抱杆的第二设定位置上，用于将接收到的所述轴向压力值和预警信息传输至数据接收终端；
6.所述数据接收终端用于将接收到的轴向压力值和预警信息保存并形成可视化信息。优选的，所述轴向压力测量模组，包括：
7.处理器、多个压力传感器和多个连接杆；
8.所述压力传感器通过所述连接杆与所述处理器连接；
9.所述压力传感器用于采集设定监测点位轴向压力值，并将所述轴向压力值通过所述连接杆传输至所述处理器；
10.所述处理器用于处理接收到的所述轴向压力值以滤掉异常数据，并将滤掉异常数据后的轴向压力值数据发送至边缘计算模组。
11.优选的，所述压力传感器，包括：
12.两个连接板和感应环；
13.所述两个连接板和感应环上均有一个l型的连接槽，利用螺栓穿过所述连接槽将
感应环固定在两块连接板之间。
14.优选的，所述连接板上安装有电源与数据输出口；
15.所述电源用于为所述压力传感器供电；
16.所述数据输出口用于输出所述处理器处理后的轴向压力值数据至边缘计算模组。
17.优选的，所述连接杆包括：长度可调的伸缩杆和连接头；
18.所述伸缩杆和连接头固定连接；
19.所述伸缩杆的一端与所述处理器连接，另外一端与所述连接头的一端连接；
20.所述连接头的另一端与所述压力传感器连接。
21.优选的，所述伸缩杆包括多个直径不同的伸缩套管和限位器，
22.所述多个直径不同的伸缩套管按照直径由小到大套接在一起；
23.所述限位器安设于两个套接的套管内侧，用于控制内套管旋转角度。
24.优选的，所述预警系统还包括：
25.起重量测量预警装置，用于测量所述抱杆的起重量，并若所述起重量不在起重量设定阈值区间，则发出预警信息，否则将所述抱杆的起重量发送至所述边缘计算模组。
26.优选的，所述轴向压力计算式如下式所示：
[0027][0028]
式中，n表示轴向压力，γ表示抱杆拉线与合力线对地夹角，δ表示抱杆轴线与铅垂线夹角，β表示起吊滑车组轴线与铅垂线间的夹角，ω表示控制绳对地夹角，g表示抱杆起重力，t0表示牵引钢丝绳静张力。
[0029]
优选的，所述轴向压力测量模组的数量与需监测点位的数量一致。
[0030]
基于同一发明思路，本发明还提供了一种组合式抱杆轴向压力预警系统的控制方法，包括：
[0031]
利用固定在抱杆的设定监测点位上的轴向压力测量模组采集所述抱杆的轴向压力值，并将采集到的轴向压力值传输到所述边缘计算模组；
[0032]
利用边缘计算模组基于抱杆的起重量实时计算当前工况下的轴向压力预警区间；并将接收到的轴向压力值与所述轴向压力预警区间作对比，若接收到的轴向压力值不在所述轴向压力预警阈值则生成预警区间内；并将接收到的轴向压力值和预警信息发送至数据传输器；
[0033]
利用数据传输器将所述轴向压力值和预警信息传输至数据接收终端；
[0034]
利用数据接收终端将所述轴向压力值和预警信息保存并形成可视化信息。
[0035]
优选的，所述利用固定在抱杆的设定监测点位上的轴向压力测量模组采集所述抱杆的轴向压力值，包括：
[0036]
采样轴向压力测量模组的压力传感器采集设定监测点位轴向压力值，并将所述轴向压力值通过所述轴向压力测量模组的连接杆传输至所述轴向压力测量模组的处理器。
[0037]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0038]
本发明提供了一种组合式抱杆轴向压力预警系统，包括：轴向压力测量模组、边缘计算模组、数据传输器和数据接收终端；轴向压力测量模组固定在抱杆的设定监测点位上，用于采集抱杆的轴向压力值，并将采集到的轴向压力值传输到边缘计算模组；边缘计算模
组固定在抱杆的第一设定位置上，用于基于抱杆的起重量结合轴向压力计算式实时计算当前工况下的轴向压力，以当前工况下的轴向压力为起点上下浮动设定值的区间作为轴向压力预警区间；并将接收到的轴向压力值与轴向压力预警区间作对比，若接收到的轴向压力值不在轴向压力预警区间内则生成预警信息；同时将轴向压力值和预警信息发送至数据传输器；数据传输器固定在抱杆的第二设定位置上，用于将接收到的轴向压力值和预警信息传输至数据接收终端；数据接收终端用于将接收到的轴向压力值和预警信息保存并形成可视化信息。利用轴向压力测量模组实时采集轴向压力数据，通过边缘计算模组实时根据起重量计算轴向压力阈值并发送预警信息实现对抱杆轴向压力的实时预警。
附图说明
[0039]
图1为本明实施例中一种组合式抱杆轴向压力预警系统安装在抱杆节点之间的整体结构示意图；
[0040]
图2为本明实施例中轴向压力测量模组结构示意图；
[0041]
图3为本发明实施例中压力传感器结构示意图；
[0042]
图4为本发明实施例中起重量测量预警装置结构示意图；
[0043]
其中，1-抱杆标准节、2-数据传输线、3-轴向压力测量模组、4-数据传输器、5-边缘计算模组、6-数据接收终端、7-处理器、8-压力传感器、9-连接杆、10-感应环、11-连接板、12-电源、13-数据输出口、14-牵引钢丝绳、15-吊钩、16-起重量测量器、17-起吊绳。
具体实施方式
[0044]
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
[0045]
实施例1
[0046]
本发明提供了一种组合式抱杆轴向压力预警系统，如图1所示，包括：
[0047]
轴向压力测量模组3、边缘计算模组5、数据传输器4和数据接收终端6；
[0048]
所述轴向压力测量模3组固定在抱杆的设定监测点位上，用于采集所述抱杆的轴向压力值，并将采集到的轴向压力值传输到所述边缘计算模组5；
[0049]
所述边缘计算模5组固定在抱杆的第一设定位置上，用于基于抱杆的起重量结合轴向压力计算式实时计算当前工况下的轴向压力预警阈值；并将接收到的轴向压力值与所述轴向压力预警阈值作对比，确定是否预警；同时将所述轴向压力值和预警信息发送至数据传输器；
[0050]
所述数据传输器4固定在抱杆的第二设定位置上，用于将接收到的所述轴向压力值和预警信息传输至数据接收终端6；
[0051]
所述数据接收终端6用于将接收到的轴向压力值和预警信息保存并形成可视化信息。
[0052]
轴向压力计算式如下式所示：
[0053][0054]
式中，n表示轴向压力，γ表示抱杆拉线与合力线对地夹角，δ表示抱杆轴线与铅垂
线夹角，β表示起吊滑车组轴线与铅垂线间的夹角，ω表示控制绳对地夹角，g表示抱杆起重力，t0表示牵引钢丝绳静张力。式中数据均可测量得到，为技术规范。
[0055]
轴向压力测量模组由4个压力传感器8、连接杆9、处理器7组成，如图2所示；
[0056]
连接杆9包括：长度可调的伸缩杆和连接头；伸缩杆和连接头固定连接；伸缩杆的一端与所述处理器连接，另外一端与连接头的一端连接；连接头的另一端与所述压力传感器连接。伸缩杆包括多个直径不同的伸缩套管和限位器，多个直径不同的伸缩套管按照直径由小到大套接在一起；限位器安设于两个套接的套管内侧，用于控制内套管旋转角度。
[0057]
使压力传感器8可沿轴向进行360度旋转，同时可沿轴线方向进行伸缩平移，满足不同截面规格抱杆的使用与安装。
[0058]
压力传感器，如图3所示，包括：感应环10、连接板11、电源12与数据输出口13组成，连接板11具有l型槽，可满足具有不同距离螺栓孔的抱杆的安装，具有较强的通用性；
[0059]
两个抱杆标准节1利用螺栓将轴向压力测量模组3安装在中部，一般情况下，抱杆整体的中部所受压力最大，将轴向压力测试模组3安装在抱杆中部，抱杆受到轴向压力后会将压力通过连接板11传递给感应环10，感应环将压力值通过连接杆9将数据传输给处理器7；
[0060]
处理器7接收4个压力传感器8的压力值后进行集中计算与处理，计算出4个压力值的平均值，对出现线的扰动数据进行滤波处理，最终将4个压力值与平均值通过数据输出口13输出并通过数据传输线2传输到到边缘计算模组5，提高了数据处理效率，避免了将所有原始数据放到边缘计算模组5进行集中处理出现内存占用与计算缓慢的问题。
[0061]
利用不同生产厂家所生产的不同型号的抱杆的型式试验数据(应力数据)作为预警控制阈值参考值；
[0062]
使用起重量测量预警装置，实际测量每个吊装工况下的实际起重量，首先对起重量进行实时预警，若未超过预警阀值则由边缘计算模块实时计算该工况下轴向压力的预警控制阈值；
[0063]
起重量测量预警装置，如图4所示，包括：牵引钢丝绳14、吊钩15、起重量测量器16、吊绳17。
[0064]
将真实测量得到的轴向压力值与预警控制阀值进行比较分析，若真实值与预警阀值差别较大，说明结构某个部位出现了破坏或失稳，此时会出现报警，从而实现对每个吊装工况下的实时监测与预警；
[0065]
在轴向压力预警系统中，测试数据由数据传输器4实时传输至数据接收终端6中，可以实时查看、分析和保存备份。
[0066]
可适用于多种规格、多种截面抱杆的起重量与轴向压力实时预警监测，具有一定的通用性与适应性。
[0067]
实施例2
[0068]
基于同一发明构思本发明还提供了一种组合式抱杆轴向压力预警系统的控制方法，包括：
[0069]
利用固定在抱杆的设定监测点位上的轴向压力测量模组采集所述抱杆的轴向压力值，并将采集到的轴向压力值传输到所述边缘计算模组；
[0070]
利用边缘计算模组基于抱杆的起重量实时计算当前工况下的轴向压力预警区间；
并将接收到的轴向压力值与所述轴向压力预警区间作对比，若接收到的轴向压力值不在所述轴向压力预警区间内则所述边缘计算模组生成预警信息；并将接收到的轴向压力值和所述预警信息发送至数据传输器；
[0071]
利用数据传输器将所述轴向压力值和预警信息传输至数据接收终端；
[0072]
利用数据接收终端将所述轴向压力值和预警信息保存并形成可视化信息。
[0073]
所述利用固定在抱杆的设定监测点位上的轴向压力测量模组采集所述抱杆的轴向压力值，包括：
[0074]
采样轴向压力测量模组的压力传感器采集设定监测点位轴向压力值，并将所述轴向压力值通过所述轴向压力测量模组的连接杆传输至所述轴向压力测量模组的处理器。
[0075]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0076]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0077]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0078]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0079]
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。