一种倾斜监测报警装置的制作方法

1.本发明涉及监测领域，特别是涉及杆塔、建筑倾斜监测报警，楼体晃动、地震监测报警。


背景技术：

2.随着城市化进程，城市建设发生多起塔吊、打桩机等杆塔形结构设施倒塔安全事故，造成经济财产损失及人员伤亡。在新能源行业，风电装机逐年增长，风机倒塔事故亦时有发生。综合分析各种倒塔事故原因，除极端气象因素等外力造成的瞬时倒塔外，大部分杆塔形构筑物的倒塔有一个从倾斜到倒塔的过程，这是一个倾斜量积累的过程，随着倾斜角度逐渐增大，杆塔结构及基础受力随之递增，当超过结构或基础的受力极限后即发生倒塔事故。预防倒塔的发生，可以通过监测杆塔的倾斜状态发出报警，当杆塔倾斜度达到危险阈值时发出报警信号。
3.目前风机塔筒、塔吊均有应用倾斜监测技术，如风机塔筒倾斜及基础沉降监测与分析系统，它是集成传感器技术、信号处理技术、计算机软件，对风电机组在运行过程进行实时连续监控；塔吊应用有倾角传感器，通过电脑控制系统设置倾角传感器角度报警区间。上述方案均基于传感器的应用，但传感器现场安装不便、系统成本较高同时不具备就地声光报警的功能，因此不具备在数量庞大的输电线路杆塔、路灯杆塔应用的可推广性。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对目前还没有比较成熟的低成本倾斜监测方案的问题，提供一种倾斜监测报警装置。
5.一种倾斜监测报警装置，用于杆塔形构筑物、建筑的倾斜监测，包括：声光报警模块，用于杆塔发生倾斜时就地发出声光报警信号；通信模块，用于杆塔发生倾斜时通过有线通信或者无线通信方式向远方监控后台或者app客户端发出报警信号；电路模块，连接所述声光报警模块和通信模块，用于控制所述声光报警模块和通信模块的启动；倾斜监测模块，连接所述电路模块，当所监测杆塔发生倾斜时，所述倾斜监测模块触发所述电路模块，通过所述电路模块启动所述声光报警模块和通信模块向就地和远方发出杆塔倾斜状态报警信号。
6.在其中一个实施例中，所述倾斜监测模块包括悬挂金属块的铅垂线和金属环，铅垂线悬挂于所述倾斜监测报警装置中轴线上，金属环固定于所述倾斜监测报警装置下部内壁上，铅垂线末端的金属块穿过金属环圆心位置。
7.在其中一个实施例中，所述倾斜监测模块金属块和金属环分别用导线连接串联接入所述电路模块，杆塔正常状态时金属块与金属环分开状态，所述电路模块未导通，当杆塔倾斜时金属块与金属环接触，所述电路模块导通。
8.在其中一个实例中，所述电路模块包括电源、开关、熔断器、时间继电器，所述倾斜监测模块串联接入所述电路模块中，合上开关，当杆塔正常状态时，时间继电器不带电，同时时间继电器常开辅助接点处于打开状态，当杆塔发生倾斜时，所述倾斜监测模块触发，所述电路模块中时间继电器带电，同时时间继电器常开辅助接点处于闭合状态。
9.在其中一个实例中，所述时间继电器有多组常开辅助接点，常开辅助接点分别与所述声光报警模块以及所述通信模块串联接在电路模中，所述时间继电器带电后，时间继电器常开辅助接点经延时后闭合，延时时间可设置，所述时间继电器常开辅助接点经延时闭合后控制所述声光报警模块和所述通信模块的启动。
10.在其中一个实例中，所述时间继电器可设置延时参数，所述电路模块带电后所述时间继电器带电，所述时间继电器带电时长达到设置延时参数时，所述时间继电器的常开辅助接点才会闭合启动所述声光报警模块和所述通信模块。
11.在其中一个实例中，所述时间继电器可设置延时参数，所述电路模块带电后所述时间继电器带电，所述倾斜监测报警装置随杆塔晃动短暂倾斜触发所述倾斜监测模块短时间带电从而所述电路模块短时间带电，带点时间小于所述时间继电器延时参数，所述时间继电器辅助接点不会闭合启动所述声光报警模块和所述通信模块。
12.在其中一个实例中，所述电路模块在杆塔正常状态时，所述倾斜监测模块未触发所述电路模块，及电路未带电，所述电路模块中电源在正常监测状态时无电能损耗。
13.在其中一个实例中，所述倾斜监测报警装置正常监测状态时无电能损耗，所述电路模块使用内置电池，可超长续航工作。
14.在其中一个实例中，所述倾斜监测报警装置竖直固定在杆塔上。
15.在其中一个实例中，所述倾斜监测报警装置与杆塔保持同状态，杆塔倾斜时所述倾斜监测报警装置即发生同等角度、方向的倾斜。
16.在其中一个实例中，所述倾斜监测报警装置倾斜角度报警阈值可设置，只有当杆塔倾斜度到达所述倾斜监测报警装置倾斜角度报警阈值时才会发出报警信号。
17.在其中一个实例中，当所述倾斜监测报警装置时间继电器延时设置为0时，即所述倾斜监测报警装置监测到晃动、倾斜则无延时发出报警信号，所述倾斜监测报警装置可用于楼体晃动、倾斜监测报警以及地震报警。
18.上述倾斜监测报警装置，利用铅垂线的原理，重物静止时线总是竖直下垂的，通过所述倾斜监测报警装置内设置的铅锤线检测所述倾斜监测报警装置是否发生倾斜，当所述倾斜监测报警装置随杆塔发生倾斜时，所述倾斜监测报警装置内铅垂线仍保持竖直状态，所述倾斜监测报警装置结构发生倾斜，此时铅垂线末端金属块与固定在所述倾斜监测报警装置内壁的金属环发生接触，所述倾斜监测报警装置电路模块导通触发时间继电器，通过延时参数后所述时间继电器常开辅助接点闭合，触发所述声光报警模块及通信模块，所述声光报警模块发出声光报警信号同时所述通信模块向远端发出报警信息，从而达到监测杆塔倾斜的目的。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本技术的一个实施例提供的倾斜监测报警装置结构剖面图图2为本技术的一个实施例提供的倾斜监测报警装置电路模块原理图图3为本技术的又一个实施例提供的倾斜监测报警装置倾斜状态结构剖面图图4为本技术的一个实施例提供的倾斜监测报警装置模块示意图图5为本技术的一个实施例提供的倾斜监测报警装置倾斜角度示意图图6为本技术的一个实施例提供的倾斜监测报警装置局部结构剖面图。
具体实施方式
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
22.需要说明的是，当模块被称为“设置于”另一个模块，它可以直接在另一个模块上或者也可以存在居中的模块。当一个模块被认为是“连接”另一个模块，它可以是直接连接到另一个模块或者可能同时存在居中模块。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。
24.请参见图1，本技术的一个实例提供一种倾斜监测报警装置结构剖面图，倾斜监测报警装置圆柱形设计，倾斜监测报警装置包括倾斜监测模块、电路模块、声光报警模块、通信模块，倾斜监测模块如图1所示由悬挂金属块的铅垂线和固定于装置内的金属环组成，铅垂线末端金属块圆柱形结构，铅垂线处于所述倾斜监测报警装置中轴线上，当所述倾斜监测报警装置竖直放置时金属块与金属环同心，金属块与金属环均经导线连接于电路模块中。
25.请参见图2，本技术的一个实例提供一种倾斜监测报警装置电路模块原理图，电路模块由电源、开关sb、熔断器fu、时间继电器kt组成，时间继电器kt有多组常开辅助接点，如图2中kt1辅助接点、kt2辅助接点，倾斜监测模块导线引出线串接于电路模块中，对应触点如图2中触点a1、b1所示。
26.倾斜监测报警装置基本工作原理：将装置竖直固定在杆塔上，利用铅垂线的原理，重物静止时线总是竖直下垂的，通过倾斜监测报警装置内设置的悬挂金属块的铅锤线监测倾斜监测报警装置是否发生倾斜，当倾斜监测报警装置随杆塔发生倾斜时，倾斜监测报警装置内固定的金属环随结构本体倾斜从而空间位置改变，此时铅垂线仍保持竖直状态，如图3所示当倾斜度达到预设倾斜角度报警阈值时，铅垂线末端金属块与固定在倾斜监测报警装置内部的金属环发生接触，倾斜监测报警装置电路模块中触点a1、b1连接导通使时间继电器带电，带电时长达到时间继电器设置的延时后，时间继电器辅助接点闭合，通过时间继电器辅助接点设置于电路模块中的声光报警模块和通信模块得电发出声光报警信号以
及向远端发出报警信息，从而达到监测杆塔倾斜的目的。
27.基于上述原理，如图4所示，本技术的一个实例提供一种倾斜监测报警装置，该倾斜监测报警装置包括倾斜监测模块100、电路模块200、声光报警模块300、通信模块400。
28.倾斜监测模块100包括金属块铅垂线110和金属环120，金属块铅垂线110和金属环120用于检测倾斜监测报警装置是否发生倾斜，当倾斜监测报警装置倾斜角度达到倾斜报警阈值时，金属块铅垂线110和金属环120由初始分开状态转变为接触状态。
29.电路模块200包括电源210、开关220、熔断器230、时间继电器240、时间继电器辅助接点250，倾斜监测模块100引出导线串联接入在电路模块200中，如图2中触点a1、b1，时间继电器240与倾斜监测模块100处于同一回路，时间继电器辅助接点250可以是1个辅助接点，也可以是多个辅助接点。
30.声光报警模块300通过时间继电器辅助接点250与时间继电器240并联接入在电路模块200中。
31.通信模块400通过时间继电器辅助接点250与时间继电器240并联接入在电路模块200中。
32.上述实施例提供的倾斜监测报警装置工作过程如下：首先将倾斜监测报警装置竖直固定在杆塔上，通过激光垂准仪复测确保倾斜监测报警装置竖直安装且与杆塔中轴线平行，倾斜监测报警装置与杆塔均处于竖直状态，如图1所示正常状态时金属块铅垂线110与金属环120同心处于分开状态。
33.启动倾斜监测报警装置，如图2所示，按下电路模块中开关sb，倾斜监测报警装置启动处于工作状态，杆塔正常竖直状态时，图1中金属块a1与金属环b1处于分开状态，图2中对应的电路模块中触点a1、b1未导通，时间继电器不带电，辅助接点kt1、kt2均处于分开状态，各回路均不带电。
34.当杆塔发生倾斜时，倾斜监测报警装置主体随杆塔倾斜，装置内部由细绳悬挂的金属块仍处于铅垂线竖直状态，当杆塔倾斜度达到预设倾斜角度报警阈值θ时，此时原本处于分开状态的金属块a1、金属环b1接触如图3所示，此时图2电路模块中触点a1、b1导通，即点a、点c回路导通，时间继电器kt带电。
35.时间继电器kt带电后经设置好的时间延时，辅助接点kt1、kt2闭合，与辅助触点kt1串联接入在电路模块中的声光报警模块带电发出声光报警信号，同样与辅助触点kt2串联接入在电路模块的通信模块向远端发出含有位置信息、时间信息的报警信号。
36.上述实施例提供的倾斜监测报警装置斜角度报警阈值θ设置：所述倾斜监测报警装置倾斜角度θ为装置铅垂线与中轴线的夹角，如图5所示，图5中h为 铅垂线摆动半径，d为金属块与金属环的距离，因距离较小，d接近于铅垂线金属块摆动圆 弧长度l，由几何理论可知：弧长度l，由几何理论可知：弧长度l，由几何理论可知：当倾斜角度报警阈值θ取20
°
时，代入公式(1-3)得出偏差率为0.507％，倾斜角度
报警阈 值θ取10
°
时代入公式(1-3)得出偏差率为0.127％，因常规倾斜监测报警装置倾斜角度报 警阈值选取低于20度，偏差极低，因此认为金属块与金属环距离d等于金属块摆动弧长l， 由此可近似得出倾斜角度报警阈值θ与铅垂线长度h以及金属块与金属环距离d的关系为： 通过改变金属块与金属环距离d和铅垂线长度h的大小即可设定倾斜角度报警阈值θ，当所 述倾斜监测报警装置高度固定时，铅垂线长度h不变，金属块与金属环距离d为金属环内径 r1减去金属块外径r2，通过改变金属环内径r1或金属块外径r2即可以设置所述倾斜监测 报警装置的倾斜角度报警阈值θ。