桥门式起重机多参数一体化检测装置及方法与流程

本发明涉及起重机检测，特别涉及一种桥门式起重机多参数一体化检测装置及方法。

背景技术：

1、桥门式起重机的金属结构是整机承载核心部件。按照起重机械定期检验规则要求，需要定期检测主梁拱度、满载挠度、主梁静刚度、支腿倾斜角度和运行轨道不均匀沉降五项核心指标，若指标超限将直接引发主梁开裂、整机倾覆及大车卡轨等重大安全事故。

2、目前检测手段采用人工分体工具测量，测量主梁拱度及挠度依靠钢丝拉线配合钢卷尺和水准仪，支腿倾斜采用便携式倾角仪单点读数，轨道沉降依靠水准尺分段测高差，各类仪器独立操作、分次布点采集，检测人员需多次登高、往返调整测点，单台起重机完整检测耗时久，高空作业存在坠落安全隐患。容易受现场风力、光照、地面平整度及人工读数误差影响，测量精度偏低。现有检测设备多为单一功能仪器，仅能单独完成测距或倾角采集，无法同步采集多维度传感数据，主梁静刚度和轨道沉降差值需检测人员手动记录及二次换算计算，易出现人为计算错误，检验数据溯源性较差。主要问题如下：

3、1、现有设备大多是单一参数检测，如检测主梁的不能测支腿，检测轨道的不能测主梁，想要完成检测标准规定的主梁拱挠度、支腿倾斜和轨道沉降五项强制指标，需要携带多套不同设备，多次布点，检验流程繁琐。

4、2、现有设备针对不同检测对象分别设计独立传感采集单元，没能采用同一套原始传感数据源，实现多对象检测。

5、3、起重作业现场变频器、大功率电机众多，电磁环境复杂；三轴倾角传感器对电源纹波十分敏感，容易产生角度漂移，带来测量误差。

6、4、轨道原始测量高低差值不能直接用于评判是否合格，现有技术只能输出原始高差，需要检验人员拿到数据后人工查表及手动换算，不能自动完成等效沉降换算。

7、5、只能单机单点测量，需要检测人员反复移动仪器瞄准各个测点，检测效率低；缺少多模块分布式组网多点同步采集能力；并且不能兼顾现场定期巡检和长期固定安装在线监测两种模式。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种桥门式起重机多参数一体化检测装置及方法，能够地面布点无需登高，同一套复合传感单元，复用斜距、俯仰角、偏摆角原始数据，一次性完成主梁拱度、主梁挠度、主梁静刚度、支腿倾斜垂直度和轨道不均匀沉降五项指标检测，同时兼顾定期巡检与长期在线监测模式，提高检测效率。

2、一方面，本发明实施例提供一种桥门式起重机多参数一体化检测装置，所述检测装置包括检测仪器和智能终端；

3、所述检测仪器包含激光测距传感器、三轴倾角传感器、数据采集处理模块、无线传输模块和声光报警模块，所述三轴倾角传感器用于同步采集测点的俯仰角、偏摆角姿态原始数据，所述激光测距传感器用于采集斜距原始数据；

4、所述数据采集处理模块内置主梁拱度及挠度检测功能、支腿倾斜垂直度检测功能和轨道不均匀沉降检测功能；复用激光测距传感器输出的斜距、三轴倾角传感器输出的俯仰角、偏摆角同一组原始采集数据，分别实现主梁拱度、挠度、支腿合成偏移量和轨道原始中心点沉降的解算；

5、所述轨道不均匀沉降检测功能通过等效沉降换算公式△sdiff=△s·k进行换算，式中，△s为轨道原始中心点沉降，k为轨道跨度修正系数；根据轨道跨度参数自动匹配轨道跨度修正系数k，并完成轨道等效沉降换算；

6、所述数据采集处理模块用于接收斜距数据以及俯仰角、偏摆角数据，对同一检测项目执行至少三次重复测量求取测量平均值，将求取得到的测量平均值与预存的起重机械检验标准对应的参数限值比对；

7、所述检测装置设置有定期巡检模式与长期在线监测模式两种工作模式，在定期巡检模式下，执行现场单次检验，判定结果为超限的情况下，输出超限报警信号；在长期在线监测模式下，按照设定周期自动采样，当检测参数逼近标准限值时输出趋势预警信号；

8、通过所述无线传输模块将原始传感数据、计算得到的平均值、安全判定结果和趋势预警信号发送给所述智能终端进行可视化展示。

9、根据本发明的一些实施例，所述检测仪器还包括电源模块，所述电源模块设置多路线性稳压芯片，输出相互独立的供电回路与供电回路，所述供电回路单独为三轴倾角传感器供电，所述供电回路为数据采集处理模块、无线传输模块、声光报警模块及人机交互按键供电。

10、根据本发明的一些实施例，所述检测仪器还包括温度传感器，所述数据采集处理模块内置温度与漂移补偿子模块，预存有传感器不同温度区间的漂移校准参数表，接收温度传感器采集的现场环境温度，对三轴倾角传感器输出的角度原始数据、激光测距传感器输出的斜距原始数据执行温度漂移补偿。

11、根据本发明的一些实施例，所述数据采集处理模块内置光斑有效性校验逻辑和振动判断逻辑，当激光测距传感器输出的光斑强度低于预设阈值时判定测距数据无效；当三轴倾角传感器短时间角度波动超过振动阈值，则屏蔽采样数据，不参与均值计算。

12、根据本发明的一些实施例，所述数据采集处理模块还内置检测流程状态机，未录入轨道跨度参数时锁定轨道沉降检测功能，未完成空载数据采集时禁止额定载荷挠度测量。

13、根据本发明的一些实施例，所述检测仪器设置有载荷信号接入接口，用于外接起重机载荷传感器；在主梁挠度检测时，当实测载荷落入额定载荷允许误差区间内，才采集额定载荷跨中高度数据，自动计算主梁静刚度，并与标准限值比对判定。

14、根据本发明的一些实施例，所述检测装置支持多台检测仪器分布式组网模式，所述智能终端作为组网主机，向组网内多台检测仪器下发同步采样触发指令，多台检测仪器执行带统一时间戳的同步采集，并将带时间戳的全部检测数据上传至所述智能终端。

15、根据本发明的一些实施例，所述智能终端内置报告生成单元，所述报告生成单元用于在完成检测后，调取起重机编号、检测人员、检测时间、环境温度、原始数据、计算结果和判定信息，根据模板自动生成电子检验报告，并对原始检测数据生成哈希摘要实现防篡改存证。

16、根据本发明的一些实施例，所述智能终端设置有三类显示界面，三类显示界面分别对应主梁拱挠度检测、支腿垂直度检测和轨道沉降检测，分别展示对应项目原始测量数据、计算平均值、判定结果和趋势预警信息。

17、另一方面，本发明实施例提供一种桥门式起重机多参数一体化检测方法，应用于上述的桥门式起重机多参数一体化检测装置，包括：

18、将检测仪器布设在起重机外部地面检测点位，开机后录入轨道跨度和额定载荷参数，选择定期巡检模式或者长期在线监测模式，切换对应检测功能界面；

19、通过激光测距传感器、三轴倾角传感器同步采集斜距、俯仰角和偏摆角原始数据，采集现场环境温度，执行温度漂移补偿，对光斑强度进行校验，丢弃无效帧；

20、根据复用斜距、俯仰角和偏摆角原始数据，分别计算得到主梁拱度、挠度和支腿合成偏移量；其中，采集左支腿高度、右支腿高度、空载跨中高度和额定载荷跨中高度，自动计算主梁拱度、挠度以及主梁静刚度；结合斜距、俯仰角和偏摆角计算支腿垂直底部高度、垂直顶部高度，求解支腿合成偏移量以及支腿倾斜率；

21、对同一检测项目完成至少三次重复测量，求取测量平均值；

22、将测量平均值与预存起重机械检验标准限值比对，输出检测结果，若在定期巡检模式下超限，则进行声光报警；

23、将原始传感数据、计算平均值、判定结果和预警信号发送至智能终端进行可视化展示。

24、本发明实施例至少具有如下有益效果：

25、针对桥门式起重机金属结构传统检测设备功能割裂、抗干扰能力弱、轨道沉降换算繁琐、作业风险高等行业痛点，实现多参数一体化检测。依托同一套激光测距与三轴倾角传感单元，复用斜距、俯仰角和偏摆角原始数据，同步完成主梁拱挠度、支腿倾斜垂直度和轨道不均匀沉降五项强制静态指标检测，无需配置多套仪器，地面布点即可开展作业，大幅减少登高作业频次，降低高空坠落安全风险，提升检测效率。有效隔离工业现场变频器和电机带来的电源噪声，抑制倾角测量漂移，提升复杂工矿测量稳定性。针对轨道沉降检测固化跨度修正算法，输入跨度参数即可自动完成等效沉降换算，规避人工查表、手工换算带来的计算失误。兼具定期巡检和长期在线监测双工作模式，不仅可实现超限声光报警，还能够对参数逼近限值输出趋势预警，兼顾现场检验与实时监测预判。打破单一检测对象的功能局限，通过硬件复用及搭配定制算法，保证检测精度、作业安全及业务闭环。

26、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。