一种门式起重机主梁挠度在线监测系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于门式起重机主梁挠度监测技术领域，具体涉及一种门式起重机主梁挠 度在线监测系统及方法。
【背景技术】
[0002] 为了保证门式起重机的使用安全，在其使用、检验等过程中常常要对其主要技术 参数-拱度、翘度和挠度进行测量；目前，起重机主梁下挠度的测量主要是利用拉钢丝测量 法、经炜仪法、水准仪法、连通器法、激光测距仪，采用钢丝绳和卷尺或者水准仪和卷尺的进 行测量，测量时人工对正，人眼判读，而且由于钢丝的自重引起的下挠，这种方法必须考虑 修正值，比较麻烦，而且测量中间环节比较多，受人为因素影响较大，既需要爬高又使数据 具有一定的主观性，精度较低；经炜仪法则易受场地限制，贴取标尺工作量大，单梁起重机 不宜贴取，因而不便采用；而水准仪法除受场地限制外还受起重机高度的限制；激光测距 仪法是利用激光测距仪从地面往起重机主梁下翼缘板的跨中位置打点，测量起重机从空载 到额载过程中，这一点到激光测距仪的距离变化值，测量过程中会影响起重机的生产作业； 以上方法获得的数据只能说明测试人员所选取的时间点的结构工作状况，不能说明整台设 备长期以来的工作状态，无法长期监测应力结构，更不能在第一时间提醒工作人员对可能 处于危险工作状态的结构进行维护，特别在存在重大事故或严重结构安全隐患的情况下， 不能向生产管理者提供即时信息。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明提出一种门式起重机主梁挠度在线监测系统及方 法，以达到确保起重机安全运行，使用方便，可以长期稳定并实时监测的目的。
[0004] -种门式起重机主梁挠度在线监测系统，包括反射装置、脉冲测距装置、数据记录 装置和数据分析处理装置；
[0005] 所述反射装置安装在门式起重机主梁的下盖板处，脉冲测距装置安装在门式起重 机的支腿处，并且反射装置的脉冲信号反射面与脉冲测距装置的脉冲发射端对齐设置；所 述脉冲测距装置的输出端连接数据记录装置的输入端，数据记录装置的输出端连接数据分 析处理装置的输入端。
[0006] 所述的数据记录装置包括处理器、电源模块、存储器和无线发射器；
[0007] 所述处理器分别连接电源模块和存储器，处理器的输出端连接无线发射器的输入 端，将处理器的输入端设置为数据记录装置的输入端，将无线发射器的输出端设置为数据 记录装置的输出端。
[0008] 所述的数据分析处理装置包括处理器、网络协调模块、电源模块、存储器、报警模 块、显示屏和远程数据发送模块；
[0009] 所述网络协调模块的输出端连接处理器的输入端，处理器分别连接电源模块、存 储器、报警模块和显示屏，处理器的输出端连接远程数据发送模块的输入端，将网络协调模 块的输入端设置为数据分析处理装置的输入端，将远程数据发送模块的输出端设置为数据 分析处理装置的输出端。
[0010] 所述反射装置包括测距块安装支架、水平器和具有脉冲信号反射面的测距块；所 述测距块安装支架安装在门式起重机主梁下盖板的挠度测量处，水平器和测距块均设置在 测距块安装支架上，水平器的上端贴近门式起重机主梁的下盖板，测距块设置在水平器的 下端。
[0011] 所述脉冲测距装置包括脉冲测距仪安装支架、垂直调试器和脉冲测距仪；所述脉 冲测距仪安装支架安装在门式起重机的支腿处，垂直调试器和脉冲测距仪均设置在脉冲测 距仪安装支架上，垂直调试器的一侧贴近门式起重机的支腿，脉冲测距仪设置在垂直调试 器的另一侧。
[0012] 所述脉冲测距装置的脉冲信号发射方向与门式起重机的主梁平行。
[0013] 所述反射装置的脉冲信号反射面与门式起重机主梁的垂直线之间夹角的角度范 围为〇度到65度。
[0014] 采用所述的门式起重机主梁挠度在线监测系统进行的监测方法，包括以下步骤：
[0015] 步骤1、调试反射装置使反射装置的顶面平行于门式起重机的主梁，并调试脉冲测 距装置使脉冲信号发射方向与门式起重机的主梁平行；
[0016] 步骤2、设定反射装置的脉冲信号反射面与门式起重机主梁的垂直线之间的夹角 为挠度测量角，设定挠度测量角的角度值，并设定门式起重机主梁的挠度阈值；
[0017] 步骤3、启动门式起重机主梁挠度在线监测系统，采用脉冲测距装置发射脉冲到反 射装置的脉冲信号反射面，获得脉冲测距装置到反射装置之间的原始距离；
[0018] 步骤4、启动门式起重机进行工作，门式起重机的主梁下挠并带动反射装置下移， 采用脉冲测距装置发射脉冲到反射装置，获得脉冲测距装置到反射装置之间的实时距离， 并将上述实时距离发送到数据记录装置；
[0019] 步骤5、采用数据记录装置保存接收到的脉冲测距装置到反射装置之间的实时距 离，并将上述实时距离发送到数据分析处理装置；
[0020] 步骤6、采用数据分析处理装置对门式起重机主梁的挠度进行监测，包括以下步 骤：
[0021] 步骤6. 1、根据接收到的脉冲测距装置到反射装置之间的实时距离，获得原始距离 与实时距离之间的距离差；
[0022] 步骤6. 2、根据获得的距离差和挠度测量角，获得反射装置的向下位移，即获得门 式起重机主梁的挠度；
[0023] 步骤6. 3、判断获得的门式起重机主梁的挠度是否大于所设定的阈值，若是，采用 数据分析处理装置进行报警，否则，返回执行步骤4,继续对门式起重机主梁的挠度进行监 测 。
[0024] 本发明的优点：
[0025] 本发明提出一种门式起重机主梁挠度在线监测系统及方法，能够实时监测门式起 重机在工作过程中的主梁挠度变化数据，能有效地提供起重机维护管理的科学依据，提高 整体管理水平，能够最大限度地确保起重机安全运行，保护工作人员的人身安全，避免事故 的发生，与现有技术相比，其设计合理，使用方便，可进行长期稳定实时的监测与检测。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明一种实施例的门式起重机主梁挠度在线监测系统结构原理图；
[0027] 图2为本发明一种实施例的反射装置结构示意图；
[0028] 图3为本发明一种实施例的测距块结构示意图，其中，图（a)为正视图，图（b)为 左视图；
[0029] 图4为本发明一种实施例的脉冲测距装置结构示意图；
[0030] 图5为本发明一种实施例的数据记录装置结构框图；
[0031] 图6为本发明一种实施例的数据分析处理装置结构框图；
[0032] 图7为本发明一种实施例的门式起重机主梁挠度在线监测方法流程图；
[0033] 图中，1为反射装置，2为脉冲测距装置，3为数据记录装置，4为数据分析处理装 置，5为水平器，6为测距块安装支架，7为脉冲测距仪安装支架，8为垂直调试器，9为门式起 重机的主梁，10为测距块，11为脉冲测距仪。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。
[0035] 本发明实施例中，如图1所示，一种门式起重机主梁挠度在线监测系统，包括反射 装置1、脉冲测距装置2、数据记录装置3和数据分析处理装置4 ;
[0036] 本发明实施例中，设定门式起重机的主梁9的跨度为L，所述反射装置1安装在门 式起重机的主梁9下盖板的
，脉冲测距装置2安装在门式起重机的主梁9与支腿连接 处的支腿顶端，并且反射装置1的脉冲信号反射面与脉冲测距装置2的脉冲发射端对齐设 置；所述脉冲测距装置2的输出端连接数据记录装置3的输入端，数据记录装置3的输出端 连接数据分析处理装置4的输入端；
[0037] 本发明实施例中，如图2所示，所述反射装置1包括测距块安装支架6、水平器5和 具有脉冲信号反射面的测距块10 ;所述测距块安装支架6安装门式起重机的主梁9下盖板
，水平器5和测距块10均设置在测距块安装支架6上，水平器5的上端贴近门式起 重机的主梁9的下盖板，测距块10设置在水平器5的下端；
[0038] 本发明实施例中，如图3所示，所述的测距块10正面的形状为直角三角形，测距块 10的直角顶面安装在测距块安装支架6上，测距块10的斜侧面设定为脉冲信号反射面；设 定测距块10的高度，即直角侧面的高度为l〇cm;
[0039] 本发明实施例中，如图4所示，所述脉冲测距装置2包括脉冲测距仪安装支架7、垂 直调试器8和脉冲测距仪11 ;所述脉冲测距仪安装支架7安装在门式起重机的主梁9与支 腿连接处的支腿顶端，垂直调试器8和脉冲测距仪11均设置在脉冲测距仪安装支架7上， 垂直调试器8的一侧贴近门式起重机的支腿，脉冲测距仪11设置在垂直调试器8的另一 侧；
[0040] 本发明实施例中，脉冲测距仪11采用LDM301脉冲式激光测距传感器；
[0041] 本发明实施例中，如图5所示，所述的数据记录装置3包括处理器、电源模块、存储 器和无线发射器；所述处理器分别连接电源模块和存储器，处理器的输出端连接无线发射 器的输入端，将处理器的