一種檢測(cè)閘門變形的裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)閘門變形的裝置與方法，屬于測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】。裝置包括兩對(duì)厚度不同的電磁鐵、鋼絲弦線、探頭、鋼板、導(dǎo)線、系統(tǒng)電源、信息條例電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和功率放大器；本發(fā)明主要運(yùn)用渦流檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)測(cè)量探頭與鋼板之間的距離來(lái)檢測(cè)閘門表面是否發(fā)生變形；運(yùn)用電磁鐵實(shí)現(xiàn)水下無(wú)人操作。兩對(duì)厚度不同的電磁體按對(duì)角線放置，使得固定在其上的鋼絲弦線處于異面位置，通過(guò)信息調(diào)理電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和功率放大器的運(yùn)算處理，可以檢測(cè)出弦線間距離并與兩電磁鐵厚度之差做比較，能夠?qū)﹂l門變形進(jìn)行較為精確的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了不停航狀態(tài)下的閘門變形檢測(cè)，有效地保障了船閘快速高效運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】—種檢測(cè)閘門變形的裝置與方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)閘門變形的裝置及方法，屬于測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]【背景技術(shù)】:
隨著水運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，船舶運(yùn)量及船型均呈逐漸加大的趨勢(shì)，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)于船閘的維護(hù)都是一項(xiàng)重要而艱巨的任務(wù)。閘門作為船閘中最重要的組成部分，在行船過(guò)程中容易受到船體的撞擊而變形，影響了閘門的正常使用，如果不加以重視，可能會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果。
[0003]現(xiàn)有工程中，對(duì)于閘門變形的檢測(cè)方法主要是通過(guò)在閘門四角設(shè)置相同高度的墊塊，在處于對(duì)角線位置的墊塊表面拉直線，看兩條直線能否平面相交。而這種方法由于無(wú)法遠(yuǎn)距離判斷兩條直線是否相交，從而要求在檢測(cè)時(shí)一定要停航抽水，影響船閘正常運(yùn)行，具有相當(dāng)大的局限性。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，提供一種檢測(cè)閘門變形的裝置及方法，能夠在船閘正常運(yùn)行時(shí)較為精確地確定閘門變形的程度，同時(shí)為閘門后期的維修工作提供準(zhǔn)確可靠的信息。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本發(fā)明將采取以下的技術(shù)方案:
一種檢測(cè)閘門變形的裝置，包括兩對(duì)厚度不同的電磁鐵、鋼絲弦線、探頭、鋼板、導(dǎo)線、系統(tǒng)電源、信息調(diào)理電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和功率放大器，其特征在于:電磁鐵吸附于閘門四角；弦線末端連接處于對(duì)角線上的兩對(duì)電磁鐵，所述厚度不同的電磁鐵包括IOcm厚度電磁鐵和15cm厚度電磁鐵,其中與IOcm厚度電磁鐵相連的弦線中心處放置光滑鋼板,與15cm厚度電磁鐵相連的弦線中心放置探頭；探頭位于鋼板正上方。
[0006]所述的與厚度為IOcm的電磁鐵相連的弦線不通電，中間與鋼板懸掛相連，使鋼板平面與弦線位于同一平面內(nèi)。
[0007]所述的電磁鐵置于閘門四角，厚度相同的電磁鐵對(duì)角放置，弦線連接處于對(duì)角線上的兩電磁鐵，此時(shí)弦線平行于閘門表面，靠近閘門表面的弦線中央懸掛有光滑鋼板，遠(yuǎn)離閘門表面的弦線中央連接探頭，探頭通過(guò)鋼絲弦線、導(dǎo)線與控制箱體相連，形成通路，控制箱體內(nèi)，系統(tǒng)電源、信息調(diào)理電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和功率放大器依次用導(dǎo)線連接，與控制箱體外部形成回路。
[0008]所述的鋼絲弦線兩端固定于位于對(duì)角位置的電磁鐵上，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁鐵上的纏繞器固定螺栓，確保鋼絲弦線拉直，探頭和鋼板均與相連接的鋼絲弦線在同一平面內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的工作原理是通過(guò)渦流檢測(cè)技術(shù)來(lái)測(cè)試船閘閘門的變形情況。
[0010]所述的探頭包括兩個(gè)組成部分:激勵(lì)線圈和霍爾傳感器。當(dāng)帶有交變電流的激勵(lì)線圈接近金屬導(dǎo)體材料時(shí)，激勵(lì)線圈中產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在金屬導(dǎo)體中感應(yīng)出變化的感生渦流，變化的感生渦流又會(huì)產(chǎn)生與原磁場(chǎng)成反向作用的渦流磁場(chǎng)，通過(guò)測(cè)量檢測(cè)線圈中阻抗的變化或者磁敏傳感器中磁場(chǎng)強(qiáng)度大小的變化就可以間接地得到金屬導(dǎo)體中缺陷的有無(wú)情況?；魻杺鞲衅鲃t是把由激勵(lì)線圈產(chǎn)生的信號(hào)傳遞給信號(hào)調(diào)理電路。
[0011]所述的控制箱體內(nèi)含六個(gè)部分:系統(tǒng)電源、信號(hào)發(fā)生器、信息調(diào)理電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集器、功率放大器。其中，信號(hào)發(fā)生器負(fù)責(zé)發(fā)射脈沖信號(hào)，數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)接收信號(hào)并作分析。
[0012]所述的信號(hào)發(fā)生器包含MSP430單片機(jī)和功率放大電路。MSP430單片機(jī)在工作時(shí)可產(chǎn)生脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集器加以記錄后，輸入功率放大電路，通過(guò)電磁鐵、導(dǎo)線和探頭形成閉合回路。
[0013]所述的數(shù)據(jù)采集器采用PC機(jī)進(jìn)行控制。
[0014]本發(fā)明還提出了一種檢測(cè)閘門變形的裝置的檢測(cè)方法，包括如下步驟:
步驟A，將信號(hào)發(fā)生器與數(shù)據(jù)采集器按次序連接好，如說(shuō)明書(shū)附圖所示。
[0015]步驟B，安裝鋼板和探頭。鋼板一條對(duì)角線位置上的反對(duì)稱位置設(shè)有大小相同的圓孔，與其相連接的鋼絲弦線穿過(guò)圓孔系牢固定；同樣方法固定探頭。
[0016]步驟C，安裝鋼絲弦線和電磁鐵。將鋼絲弦線穿入電磁鐵鋼絲弦線卡槽內(nèi)，并纏繞至鋼絲弦線纏繞器；安裝電磁鐵時(shí)要分對(duì)沿閘門門板下方安裝，每對(duì)電磁鐵沿閘門對(duì)角線方向布置，接通電磁鐵電源，使電磁鐵吸附于閘門門板上，弦線兩端經(jīng)鋼絲弦線纏繞器后在閘門頂端固定，使得弦線拉緊，保證鋼板和探頭靜止穩(wěn)定且垂直正對(duì)。
[0017]步驟D，接通電源，探頭上的激勵(lì)線圈與信號(hào)發(fā)生器相連，激勵(lì)線圈中有脈沖信號(hào)，引起閘門表面產(chǎn)生渦流效應(yīng)，由于線圈耦合作用，檢測(cè)線圈中阻抗發(fā)生變化，通過(guò)霍爾傳感器傳送到信號(hào)調(diào)理電路中。
[0018]步驟E，觀察數(shù)據(jù)采集器上顯示的數(shù)據(jù)，即探頭底部與鋼板表面距離，與應(yīng)有距離相比較，判斷閘門變形情況。
[0019]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明靈敏度較高，能夠?qū)﹂l門變形情況進(jìn)行較為精確的測(cè)量。
[0020]2、本發(fā)明機(jī)械自動(dòng)化程度高，能夠迅速及時(shí)將閘門變形情況反饋到數(shù)據(jù)采集器中，具有很高的工作效率。
[0021]3、本發(fā)明對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性高，解決了閘門變形必須在停航時(shí)檢測(cè)的條件制約問(wèn)題，提高了工作效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明裝置的模塊連接示意圖；
圖3是本發(fā)明裝置電磁鐵部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明裝置控制箱體內(nèi)各部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明裝置探頭部分的工作原理圖。
[0023]圖中標(biāo)號(hào)解釋:1、厚度為IOcm的電磁鐵,2、厚度為15cm的電磁鐵,3、鋼絲弦線,4、探頭，5、鋼板，6、導(dǎo)線，7、控制箱體，8、系統(tǒng)電源，9、信息調(diào)理電路，10、單片機(jī)，11、數(shù)據(jù)采集器，12、功率放大器，13、感應(yīng)電流，1-1、鋼絲弦線纏繞器，1-2、纏繞器固定螺栓，1-3、鋼絲弦線卡槽，3-1、激勵(lì)線圈。
具體實(shí)施方案
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:如圖1及圖4所示，本發(fā)明一種檢測(cè)閘門變形的裝置包括2個(gè)厚度為IOcm的電磁鐵1、2個(gè)厚度為15cm的電磁鐵2、鋼絲弦線3、探頭4、鋼板5、導(dǎo)線6、控制箱體7 ;控制箱體內(nèi)7包含系統(tǒng)電源8、信息調(diào)理電路9、單片機(jī)10、數(shù)據(jù)采集器11、功率放大器12、鋼絲弦線纏繞器1-1、纏繞器固定螺栓1-2、鋼絲弦線卡槽1-3。
[0025]在檢測(cè)閘門變形的工作中，先將控制箱體7安裝完畢，如圖4所示。再安裝電磁鐵I和電磁鐵2、鋼絲弦線3、鋼板5和探頭4，位置如圖1所示。鋼板5 —條對(duì)角線位置上的反對(duì)稱位置設(shè)有大小相同的圓孔，每直角區(qū)域兩個(gè)，與其相連接的鋼絲弦線穿過(guò)圓孔系牢固定；同樣方法固定探頭。電磁鐵I和電磁鐵2要分別安裝，沿閘門對(duì)角線方向，鋼絲弦線3端部穿入電磁鐵鋼絲弦線卡槽1-3內(nèi)，并纏繞至鋼絲弦線纏繞器1-1，如圖3所示；安裝電磁鐵1，2時(shí)要分對(duì)沿閘門門板下方安裝，電磁鐵1，2沿閘門對(duì)角線方向布置，接通電磁鐵1，2電源，使電磁鐵吸附于閘門門板上，鋼絲弦線3兩端經(jīng)鋼絲弦線纏繞器1-1后在閘門頂端固定，使得鋼絲弦線3拉緊，鋼板5和探頭4垂直正對(duì)。
[0026]若探頭4下方與其連接的鋼絲弦線3的距離為1cm，則對(duì)于未變形閘門，其探頭4
距離鋼板5的檢測(cè)距離應(yīng)為4cm。探頭4與鋼板5之間的距離可用如下方法檢測(cè):探頭4靠
近閘門表面的一端設(shè)有感應(yīng)器，用來(lái)測(cè)量探頭4到閘門表面的距離，距離在一定范圍內(nèi)。距
離可以用如下公式計(jì)算
【權(quán)利要求】
1.一種檢測(cè)閘門變形的裝置，包括兩對(duì)厚度不同的電磁鐵、鋼絲弦線、探頭、鋼板、導(dǎo)線、系統(tǒng)電源、信息調(diào)理電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和功率放大器，其特征在于:電磁鐵吸附于閘門四角；弦線末端連接處于對(duì)角線上的兩對(duì)電磁鐵，所述厚度不同的電磁鐵包括IOcm厚度電磁鐵和15cm厚度電磁鐵，其中與IOcm厚度電磁鐵相連的弦線中心處放置光滑鋼板，與15cm厚度電磁鐵相連的弦線中心放置探頭；探頭位于鋼板正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)閘門變形的裝置，其特征在于:與厚度為IOcm的電磁鐵相連的弦線不通電，中間與鋼板懸掛相連，使鋼板平面與弦線位于同一平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)閘門變形的裝置，其特征在于:電磁鐵置于閘門四角，厚度相同的電磁鐵對(duì)角放置，弦線連接處于對(duì)角線上的兩電磁鐵，此時(shí)弦線平行于閘門表面，靠近閘門表面的弦線中央懸掛有光滑鋼板，遠(yuǎn)離閘門表面的弦線中央連接探頭，探頭通過(guò)鋼絲弦線、導(dǎo)線與控制箱體相連，形成通路，控制箱體內(nèi)，系統(tǒng)電源、信息調(diào)理電路、單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和功率放大器依次用導(dǎo)線連接，與控制箱體外部形成回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)閘門變形的裝置，其特征在于:鋼絲弦線兩端固定于位于對(duì)角位置的電磁鐵上，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁鐵上的纏繞器固定螺栓，確保鋼絲弦線拉直，探頭和鋼板均與相連接的鋼絲弦線在同一平面內(nèi)。
5.一種基于權(quán)利I所述的檢測(cè)閘門變形的裝置的檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟A，將信號(hào)發(fā)生器與數(shù)據(jù)采集器按連接好； 步驟B，安裝鋼板和探，鋼板一條對(duì)角線位置上的反對(duì)稱位置設(shè)有大小相同的圓孔，與其相連接的鋼絲弦線穿過(guò)圓孔系牢固定；同樣方法固定探頭； 步驟C，安裝鋼絲弦線和電磁鐵，將鋼絲弦線穿入電磁鐵鋼絲弦線卡槽內(nèi)，并纏繞至鋼絲弦線纏繞器；安裝電磁鐵時(shí)要分對(duì)沿閘門門板下方安裝，每對(duì)電磁鐵沿閘門對(duì)角線方向布置，接通電磁鐵電源，使電磁鐵吸附于閘門門板上，弦線兩端經(jīng)鋼絲弦線纏繞器后在閘門頂端固定，使得弦線拉緊，保證鋼板和探頭靜止穩(wěn)定且垂直正對(duì)； 步驟D，接通電源，探頭上的激勵(lì)線圈與信號(hào)發(fā)生器相連，激勵(lì)線圈中有脈沖信號(hào)，引起閘門表面產(chǎn)生渦流效應(yīng)，由于線圈耦合作用，檢測(cè)線圈中阻抗發(fā)生變化，通過(guò)霍爾傳感器傳送到信號(hào)調(diào)理電路中； 步驟E，觀察數(shù)據(jù)采集器上顯示的數(shù)據(jù)，即探頭底部與鋼板表面距離，與應(yīng)有距離相比較，判斷閘門變形情況。
【文檔編號(hào)】G01B7/16GK103900461SQ201410057832
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】陳達(dá), 周末, 范可, 汪嘯, 廖迎娣 申請(qǐng)人:河海大學(xué)