一種弧形閘門開度檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及閘門開度檢測領(lǐng)域，特別是一種弧形閘門開度檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]弧形閘門開度測量方法目前最廣泛采用的主要有如下這些技術(shù)方案:
1、對于液壓式弧形閘門，通過拉繩式位移傳感器測量出驅(qū)動閘門開啟、關(guān)閉的液壓油缸活塞的位移，通過活塞位移間接換算弧門開度。該傳感器本體安裝在弧門液壓油缸缸體上面，從傳感器內(nèi)拉出一根細(xì)鋼絲繩，該鋼絲繩拉出的一端固定在油缸活塞遠(yuǎn)端跟閘門鉸接處附近，隨著活塞的伸出和縮回，鋼絲繩亦跟著被拉出和收回，鋼絲繩拉出依靠活塞拉動，收回依靠傳感器內(nèi)部的渦卷彈簧的彈力，這個原理有些類似我們?nèi)粘Ｊ褂玫哪茏詣邮栈氐匿摼沓?。在傳感器?nèi)部，鋼絲繩盤繞在一個輪轂上，在鋼絲繩拉出、收回的過程中，輪轂會跟著旋轉(zhuǎn)，與輪轂同軸安裝有一個絕對型編碼器(過去也常用價格低廉的增量型編碼器)，該編碼器用以檢測輪轂的角位移，這個角位移信號一般通過RS422(SSI協(xié)議)接口、RS485(Modbus、Prof ibus等協(xié)議)接口、4_20mA電流環(huán)等方式傳輸至相應(yīng)弧門電氣控制柜中的PLC(可編程控制器)或開度檢測儀表，由于傳感器內(nèi)輪轂角的位移和鋼絲繩的線位移是線性對應(yīng)關(guān)系，因此可通過簡單的線性變換計算出鋼絲繩的線位移也就是油缸活塞的位移，然后通過油缸活塞位移間接計算出閘門的開度。該技術(shù)雖使用普遍，但缺點(diǎn)明顯，主要表現(xiàn)在:I)暴雨洪水季節(jié)，閘門上游水位較高，一些樹枝、樹根、雜草等各類漂浮物匯集在閘門上游的邊沿，在風(fēng)或浪的作用下經(jīng)常會翻過閘門直接砸到下面的傳感器鋼絲繩上，造成鋼絲繩被砸斷導(dǎo)致開度測量失效，上游掉下來的雜物或由于下游水位過高漂浮過來的雜物也有可能會纏繞或懸掛在鋼絲繩上對鋼絲繩造成額外的擾動，給開度測量帶來巨大偏差；
2)鋼絲繩在收回過程中一圈一圈有序的纏繞在輪轂上面，有時會出現(xiàn)疊繞的情況，這樣會造成很大的測量偏差。3)傳感器內(nèi)部的渦卷彈簧時間久了可能會生銹或機(jī)械失效，會造成鋼絲繩不能很好繃緊或正常收回、甚至被油缸活塞拉斷。4)由于傳感器是戶外安裝，如果防水做的不好，在大雨天氣，雨水很容易通過傳感器內(nèi)編碼器的轉(zhuǎn)軸處進(jìn)入編碼器內(nèi)部導(dǎo)致編碼器損壞。5)活塞位移和閘門開度并非一個簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系，是一個比較復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系，該函數(shù)的計算涉及到諸多閘門自身的機(jī)械尺寸和安裝位置數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場實際應(yīng)用中，尤其對于后期裝備的開度測量裝置，這些數(shù)據(jù)往往難以準(zhǔn)確獲得，這給弧門開度計算帶來很多困難，為了克服這個問題，實際應(yīng)用中多是采取開度多點(diǎn)取樣線性逼近的方法擬合實際開度函數(shù)曲線計算開度，但這樣不僅會有較大的計算誤差，而且調(diào)試標(biāo)定非常麻煩，一般至少需要取樣10個以上的開度點(diǎn)，每個取樣點(diǎn)都需要用其他方法測量一次實際開度，作為開度標(biāo)定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也需要保證一定的測量精度。
[0003]2、對于液壓式弧形閘門，另外一種常用開度檢測方法是測量油缸活塞位移間接換算開度，只不過所用位移傳感器(如:磁致伸縮位移傳感器)是安裝在油缸內(nèi)部。這種方案雖然沒有上述拉繩式位移傳感器的一些缺點(diǎn)，但它也有自身的缺點(diǎn):I)由于位移傳感器內(nèi)置，這就需要位移傳感器在油缸出廠前就在油缸內(nèi)部安裝就位，現(xiàn)場使用過程中位移傳感器一旦出現(xiàn)故障，維修或更換將會及其困難，有時甚至需要拆下整個油缸返廠維修，而且維修周期長、代價大。2)活塞位移和閘門開度并非一個簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系，是一個比較復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系，該函數(shù)的計算涉及到諸多閘門自身的機(jī)械尺寸和安裝位置數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場實際應(yīng)用中，尤其對于后期裝備的開度測量裝置，這些數(shù)據(jù)往往難以準(zhǔn)確獲得，這給弧門開度計算帶來很多困難，為了克服這個問題，實際應(yīng)用中多是采取開度多點(diǎn)取樣線性逼近的方法擬合實際開度函數(shù)曲線計算開度，但這樣不僅會有較大的計算誤差，而且調(diào)試標(biāo)定非常麻煩，一般至少需要取樣10個以上的開度點(diǎn)，每個取樣點(diǎn)都需要用其他方法測量一次實際開度，作為開度標(biāo)定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也需要保證一定的測量精度。
[0004]3、對于卷揚(yáng)式弧形閘門的開度測量，常用的方案是在卷筒的端面跟卷筒同心安裝一個絕對型編碼器，通過該絕對型編碼器測量卷筒的角位移，角位移信號一般通過RS422接口(SSI協(xié)議)、RS485接口(Modbus、Prof ibus等協(xié)議)、4_20mA電流環(huán)等方式傳輸至相應(yīng)弧門電氣控制柜中的PLC或開度檢測儀表，卷筒角位移通過線性變換計算出成卷揚(yáng)鋼絲繩的線位移，再通過鋼絲繩的線位移換算閘門開度，由于鋼絲繩的線位移和閘門開度同樣不是簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系，是一個比較復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系，該函數(shù)的計算涉及到諸多閘門自身的機(jī)械尺寸和安裝位置數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場實際應(yīng)用中，尤其對于后期裝備的開度測量裝置，這些數(shù)據(jù)往往難以準(zhǔn)確獲得，這給弧門開度計算帶來很多困難，為了克服這個問題，實際應(yīng)用中多是采取開度多點(diǎn)取樣線性逼近的方法擬合實際開度函數(shù)曲線計算開度，但這樣不僅會有較大的計算誤差，而且調(diào)試標(biāo)定非常麻煩，一般至少需要取樣10個以上的開度點(diǎn)，每個取樣點(diǎn)都需要用其他方法測量一次實際開度，作為開度標(biāo)定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也需要保證一定的測量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種弧形閘門開度檢測裝置，通過使用傳感器檢測閘門開啟時旋轉(zhuǎn)的角度，從而得出弧形閘門的開度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種弧形閘門開度檢測裝置，包括控制器和角度檢測裝置，控制器的輸入端連接角度檢測裝置，角度檢測裝置檢測弧形閘門開啟時旋轉(zhuǎn)的角度，并傳遞給控制器；
所述角度檢測裝置裝設(shè)在閘門上，所述閘門包括支撐鉸、支臂、弧形門頁，支臂的一端鉸接于支撐鉸處，支臂的另一端設(shè)有弧形門頁。
[0007]優(yōu)選的，所述角度檢測裝置為傾角傳感器。
[0008]優(yōu)選的，所述傾角傳感器為一個或多個，可裝設(shè)在閘門上的任意位置或其他跟隨閘門繞支撐鉸旋轉(zhuǎn)的物體上。
[0009]優(yōu)選的，所述傾角傳感器為兩個，分別安裝于閘門的左右兩側(cè)。
[0010]優(yōu)選的，所述角度檢測裝置為編碼器。
[0011]優(yōu)選的，所述編碼器裝設(shè)于支撐鉸處，編碼器為增量型編碼器或絕對型編碼器。
[0012]優(yōu)選的，所述控制器通過RS485通信模塊與上位機(jī)連接。
[0013]優(yōu)選的，所述控制器和角度檢測裝置可封裝于同一封裝盒內(nèi)，也可分別裝設(shè)于不同位置。
[0014]優(yōu)選的，所述編碼器通過RS485或RS442或4-20mA接口與控制器連接。
[0015]優(yōu)選的，所述控制器為PLC或弧門開度監(jiān)測儀表。
[0016]優(yōu)選的，還包括電源模塊，電源模塊與控制器連接，為裝置提供電能。
[0017]—種弧形閘門開度檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟:
步驟一:使用角度檢