一种塔吊预警监测系统及其预警监测方法与流程

本发明属于塔吊预警技术领域，涉及一种塔吊预警监测系统及其预警监测方法。

背景技术：

建筑工程中，随着装配式工程逐渐成熟，装配式工程占建筑施工的比例越来越大。气象台根据卫星云图可以对某地区进行大范围的大风预警，但是无法准确预报局部地区的突发性阵风。

预制pc构件吊装是施工安全的重中之重，由于pc构件体积大、重量沉、安装时间长，所以构件吊装安全系数比常规物料吊运更低；同时，由于装配式形状的因素，迎风面积大，受到的瞬时风荷载较高，极易发生吊具损坏、吊绳断裂等安全事故。

塔吊的吊具在正常运行过程中，其自身的移动会对吊具是否受到突发阵风的影响产生干扰，即而影响塔吊的预警监测，降低了塔吊运行的安全系数。

因此，亟需设计一种塔吊预警监测系统及其预警监测方法，解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是至少一定程度上解决现有技术中存在的部分技术问题，提供的一种塔吊预警监测系统及其预警监测方法，应用于突发阵风的监测，其结构合理，设置滤波模块，滤除吊具移动对自然风速测量的干扰，有效保证预警监测的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种塔吊预警监测系统，其包括风速检测传感器和控制分析装置，所述风速检测传感器设置于塔吊的吊具上以实时测量所述吊具受到的自然风速；所述控制分析装置包括过滤模块，所述过滤模块滤除吊具移动对吊具所受自然风速的干扰，以准确监测塔吊的吊具所受的自然风速。

在一些实施例中，所述控制分析装置预设安全值a、预警值b和危险值c；若所述吊具受到的自然风速不大于安全值a，则表示塔吊正常运行；若所述吊具受到的自然风速在安全值a和预警值b之间，则表示塔吊预警运行；若所述吊具受到的自然风速大于危险值c，则表示塔吊危险运行。

在一些实施例中，所述过滤模块采用程序判断滤波法和消抖滤波法相结合，滤除吊具所受自然风速测量的干扰波。

在一些实施例中，所述过滤模块采用算术平均滤波法、限幅平均滤波法、一阶滞后滤波法和/或限幅消抖滤波法，滤除吊具所受自然风速测量的干扰波。

在一些实施例中，所述风速检测传感器设置于所述吊具的顶部，其通过无线传输方式将测量数据传输至塔吊操作室和/或塔吊操作手持端。

在一些实施例中，所述风速检测传感器为恒温式风速传感器，其数量为多个并分散设置于所述吊具的顶面。

在一些实施例中，所述风速检测传感器通过zigbee通讯模块与塔吊操作室及塔吊操作手持端进行数据传输。

在一些实施例中，所述塔吊预警监测系统还包括声光报警装置，其根据风速检测传感器的测量值发送不同的输出信号。

在一些实施例中，所述控制分析装置还包括数据采集模块，其实时采集所述风速检测传感器的测量信号并进行模数转换，以便测量值与预设值比较。

同时，本发明还公开了一种塔吊预警监测方法，使用上面所述的塔吊预警监测系统，其包括以下步骤：

s1，设置于吊具的风速检测传感器实时测量吊具所受风速；

s2，控制分析装置的滤波模块滤除吊具移动对吊具所受自然风速的干扰，以获取吊具所受自然风速；

s3，若所述吊具受到的自然风速不大于安全值a，则表示塔吊正常运行；若所述吊具受到的自然风速在安全值a和预警值b之间，则表示塔吊预警运行；若所述吊具受到的自然风速大于危险值c，则表示塔吊危险运行；

s4，控制分析装置根据吊具所受自然风速，声光报警装置发送不同的输出信号。

本发明有益效果：

本发明提供的一种塔吊预警监测系统及其预警监测方法，应用于突发阵风的监测，其结构合理，设置滤波模块，滤除吊具移动对自然风速测量的干扰，有效保证预警监测的准确性，有效防止突发阵风对塔吊运行的影响，提升塔吊运行的安全性。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1是本发明所述一种塔吊预警监测系统的模块示意图；

图2是本发明风速检测传感器通过zigbee通讯模块传输数据的示意图；

图3是本发明所述塔吊预警监测方法的流程图。

附图中，各标号所代表的部件如下：

10.吊具；

20.塔吊操作室；

30.塔吊操作手持端。

具体实施方式

图1至图3是本申请所述一种塔吊预警监测系统及其预警监测方法的相关示意图，下面结合具体实施例和附图，对本发明进行详细说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

本发明所述一种塔吊预警监测系统的模块示意图，如图1所示，其包括风速检测传感器和控制分析装置，所述风速检测传感器设置于塔吊的吊具10上以实时测量所述吊具受到的自然风速；所述控制分析装置包括过滤模块，所述过滤模块滤除吊具移动对吊具所受自然风速的干扰，以准确监测塔吊的吊具10所受的自然风速。

作为本发明的一个实施例，所述控制分析装置还包括数据采集模块，其实时采集所述风速检测传感器的测量信号并进行模数转换，以便测量值与预设值比较。

本发明中，所述过滤模块采用程序判断滤波法和消抖滤波法相结合，滤除吊具所受自然风速测量的干扰波。具体地，根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为p），每次检测到新值时判断：如果本次值与上次值之差不大于p，则本次值有效，如果本次值与上次值之差大于p，则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值。可以理解的是，所述过滤模块也可采用算术平均滤波法、限幅平均滤波法、一阶滞后滤波法和/或限幅消抖滤波法，滤除吊具所受自然风速测量的干扰波。

作为本发明的另一个实施例，所述控制分析装置预设安全值a、预警值b和危险值c；若所述吊具受到的自然风速不大于安全值a，则表示塔吊正常运行；若所述吊具受到的自然风速在安全值a和预警值b之间，则表示塔吊预警运行；若所述吊具受到的自然风速大于危险值c，则表示塔吊危险运行。所述塔吊预警监测系统还包括声光报警装置，其根据风速检测传感器的测量值发送不同的输出信号。

图2是本发明风速检测传感器通过无线传输数据的示意图，所述风速检测传感器设置于所述吊具的顶部，其通过无线传输方式将测量数据传输至塔吊操作室20和/或塔吊操作手持端30。在图2所示的实施例中，风速检测传感器通过zigbee通讯模块实现数据的无线传输。具体地，在风速检测传感器设置zigbee通讯模块的发射端，在塔吊操作室和塔吊操作手持端设置zigbee通讯模块的接收端，以便通过zigbee实现数据的无线传输。

在一些实施例中，所述风速检测传感器为恒温式风速传感器，其数量为多个并分散设置于所述吊具的顶面。优选地，所述风速检测传感器为恒温式热线风速传感器。所述恒温式热线风速传感器包括感测元件，其为一根通以电流而被加热的细金属丝，其设置于通道内。当气体流过细金属丝时，则将带走一定的热量，此热量与流体的速度有关。改变加热的电流使气体带走的热量得以补充，而使金属丝的电阻值保持不变；这时流速愈大则所需电流也愈大，根据所需施加的电流则可得知流体的速度，也即可以获取该位置的风速。

同时，本发明还公开了一种塔吊预警监测方法，使用上面所述的塔吊预警监测系统，其流程图，如图3所示，其包括以下步骤：

s1，设置于吊具的风速检测传感器实时测量吊具所受风速；

s2，控制分析装置的滤波模块滤除吊具移动对吊具所受自然风速的干扰，以获取吊具所受自然风速；

s3，若所述吊具受到的自然风速不大于安全值a，则表示塔吊正常运行；若所述吊具受到的自然风速在安全值a和预警值b之间，则表示塔吊预警运行；若所述吊具受到的自然风速大于危险值c，则表示塔吊危险运行；

s4，控制分析装置根据吊具所受自然风速，声光报警装置发送不同的输出信号。

与现有技术相比，本发明所述塔吊预警监测系统存在以下特点：

（1）报警方式不同，传统塔吊风控系统通常采用有线传输连接塔吊驾驶室内的蜂鸣器，而本发明采用zigbee无线传输技术，其具有低功耗的特点，在100米范围内进行短距离实时信号传输；

（2）传感器安装位置不同，传统塔吊风控系统一般安置在塔吊操作室或塔吊顶部，而本发明风速传感器安装于吊具上；

（3）传感器原理不同，传统塔吊风速传感器采用常规旋转风杯式风速传感器，而本发明选用的是热敏恒温式风速传感器，具有体积小的优势。

在正常使用本发明所述塔吊预警监测系统作业之前，需要提前将塔吊操作室固定显示设备安装于塔吊操作室且连接电源，地面人员在吊装作业直线距离100m范围内使用塔吊操作手持端。使用前应先测试风速检测传感器的灵敏度、对zigbee通讯模块进行配对测试，并检查所述风速检测传感器安装是否牢固。在吊装工作完毕后，吊具应及时从塔吊吊钩上卸除，并正向放置，严禁将吊具倒扣损坏吊具上的风速检测传感器。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明提供的一种塔吊预警监测系统及其预警监测方法，应用于突发阵风的监测，其结构合理，设置滤波模块，滤除吊具移动对自然风速测量的干扰，有效保证预警监测的准确性。

本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。