自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種包括升降結(jié)構(gòu)和鎖緊裝置的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其升降結(jié)構(gòu)和鎖緊裝置均由液壓驅(qū)動裝置驅(qū)動，液壓驅(qū)動裝置上安裝有一種或多種傳感器，此外該升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置還包括依次連接的信號調(diào)理器、信號采集器和信號輸出裝置，傳感器采集到的信號經(jīng)過信號調(diào)理器和信號采集器處理后由信號輸出裝置進行輸出。這種監(jiān)控裝置可以對液壓驅(qū)動裝置內(nèi)部工作情況實時監(jiān)測，實現(xiàn)信息集中采集、實時監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)故障快速反應(yīng)并及時報警。
【專利說明】自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控裝置，更具體地說，涉及一種自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自升降式海洋平臺的升降結(jié)構(gòu)大多是齒條式升降結(jié)構(gòu)，樁腿上焊接有足夠長的齒條，對應(yīng)的每根齒條上設(shè)置若干小齒輪，這些小齒輪滿足與樁腿上齒條嚙合的要求。平臺的鎖緊裝置是通過齒條的來回直線運動，實現(xiàn)對升降系統(tǒng)的鎖緊和解鎖。齒條式升降結(jié)構(gòu)和鎖緊裝置普遍采用液壓驅(qū)動裝置進行驅(qū)動，與一般機械與電氣故障相比，液壓系統(tǒng)的故障往往具有隱蔽性，故障的發(fā)生往往在深層內(nèi)部，由于裝卸不便，現(xiàn)場上檢測條件有限，難以直接觀測，各類馬達、泵、閥及缸內(nèi)部也無法觀察。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可以實時對升降結(jié)構(gòu)和鎖緊裝置的液壓驅(qū)動裝置進行監(jiān)控的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，這種監(jiān)控裝置可以實現(xiàn)信息集中采集、實時監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)故障快速反應(yīng)并及時報警。
[0004]本發(fā)明的上述目的可以通過如下的技術(shù)手段來實現(xiàn):包括升降結(jié)構(gòu)和鎖緊裝置的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其升降結(jié)構(gòu)由升降驅(qū)動裝置進行驅(qū)動，鎖緊裝置由鎖緊驅(qū)動裝置進行驅(qū)動，升降驅(qū)動裝置和鎖緊驅(qū)動裝置均為液壓驅(qū)動裝置，液壓驅(qū)動裝置上安裝有一種或多種傳感器，此外該升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置還包括依次連接的信號調(diào)理器、信號采集器和信號輸出裝置，其中傳感器與信號調(diào)理器相連接，傳感器將采集到的參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號，再將電信號傳遞給信號調(diào)理器進行預處理，再由信號調(diào)理器將經(jīng)過預處理的信號傳遞給信號采集器，由信號采集器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后再傳遞給信號輸出裝置，由信號輸出裝置進行輸出。信號輸出裝置可以采用語音提示裝置、視覺顯示裝置如各類顯示器、還可以是外接的PC機。若是外接PC機，可以在PC機上搭載各種軟件如Labview圖形處理軟件，將收集到的信號進行建模和圖形化處理，使得液壓系統(tǒng)內(nèi)部的工作情況以虛擬立體圖的形式顯示在顯示器上，直觀并且清晰。
[0005]上述傳感器可以是流量傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器中的一種或多種，根據(jù)具體需要進行安裝，如在液壓系統(tǒng)的內(nèi)部通路上安裝流量傳感器、壓力傳感器測量液壓和實時流量；在液壓系統(tǒng)的動力元件如液壓缸上安裝速度傳感器和位移傳感器，測量活塞的實時運動速度和位移，在液壓馬達上安裝轉(zhuǎn)速傳感器測量實時轉(zhuǎn)速等等，可以根據(jù)需要進行安裝。
[0006]信號調(diào)理器包括信號放大電路、濾波電路、信號隔離電路和信號匹配電路，所述信號放大電路、濾波電路、信號隔離電路和信號匹配電路依次串聯(lián)。信號放大電路的作用是對傳感器傳送來的信號進行降噪和放大，使其清晰容易處理，濾波電路濾除雜波，信號隔離電路隔離不相關(guān)信號，保證測量精度，信號匹配電路對信號進行比較，匹配成功的電路輸出到信號米集器。
[0007]本發(fā)明的有益之處在于:實現(xiàn)了信息的集中采集與監(jiān)控和監(jiān)控界面的軟件化，能夠?qū)崟r發(fā)現(xiàn)故障所在并進行報警；免去了以往工作人員到工業(yè)現(xiàn)場逐個查看機械式的壓力表、流量表以及檢查故障的繁瑣，提搞了工作效率，并推動了海洋平臺裝備的現(xiàn)代化進程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0009]圖2是升降驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3是鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4是信號放大器的前置電路圖；
[0012]圖5是信號放大器的后置電路圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進一步加以說明。
[0014]如圖1至圖3所示的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，包括升降結(jié)構(gòu)和鎖緊裝置，其升降結(jié)構(gòu)由升降驅(qū)動裝置I進行驅(qū)動，鎖緊裝置由鎖緊驅(qū)動裝置2進行驅(qū)動，升降驅(qū)動裝置I和鎖緊驅(qū)動裝置2均為液壓驅(qū)動裝置。
[0015]在本具體實施例中升降結(jié)構(gòu)為相互嚙合的齒輪和齒條結(jié)構(gòu)，齒條固定安裝在海洋平臺的樁腿上，齒輪與齒條相嚙合，在升降驅(qū)動裝置的驅(qū)動下相互運動，帶動海洋平臺升高或降低。而升降驅(qū)動裝置I包括液壓馬達11，與液壓馬達11通過液體通道相連接的是三位四通電磁閥12和與三位四通電磁閥12相連接的液壓泵，液壓泵與三位四通電磁閥12的油路支線上還接有一個溢流閥。在液壓馬達11上安裝轉(zhuǎn)速傳感器15，在液壓馬達11與三位四通電磁閥12相連接的液體通道上安裝有流量傳感器16和壓力傳感器17。
[0016]而鎖緊驅(qū)動裝置2包括單活塞桿液壓缸21，雙液控單向閥22、三位四通電液閥23、液壓泵和溢流閥，其中單活塞桿液壓缸活塞兩側(cè)的缸體分別有液體通道，每側(cè)的液體通道都通過一個雙液控單向閥22與三位四通電液閥23相連接，三位四通電液閥23與一個液壓泵相連接，液壓泵與三位四通電液閥23的油路支線上連接有一個溢流閥。在單活塞桿液壓缸21上安裝有位移傳感器24，單活塞桿液壓缸與雙液控單向閥的液壓通道上安裝有壓力傳感器17和流量傳感器16。
[0017]傳感器可以是流量傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器中的一種或多種，根據(jù)具體需要進行安裝，如在液壓系統(tǒng)的內(nèi)部通路上安裝流量傳感器、壓力傳感器測量液壓和實時流量；在液壓系統(tǒng)的動力元件如液壓缸上安裝速度傳感器和位移傳感器，測量活塞的實時運動速度和位移，在液壓馬達上安裝轉(zhuǎn)速傳感器測量實時轉(zhuǎn)速等等，可以根據(jù)需要進行安裝。
[0018]除了在升降驅(qū)動裝置和鎖緊驅(qū)動裝置上安裝的傳感器，該升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置還包括依次連接的信號調(diào)理器3、信號采集器4和信號輸出裝置5，其中傳感器與信號調(diào)理器3相連接，傳感器將采集到的參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號，再將電信號傳遞給信號調(diào)理器3進行預處理，再由信號調(diào)理器3將經(jīng)過預處理的信號傳遞給信號采集器4，由信號采集器4將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后再傳遞給信號輸出裝置5，由信號輸出裝置5進行輸出。信號輸出裝置可以采用語音提示裝置、視覺顯示裝置如各類顯示器、還可以是外接的PC機。本具體實施例中的信號輸出裝置是外接的PC機，可以在PC機上搭載各種軟件如Labview圖形處理軟件，將收集到的信號進行建模和圖形化處理，使得液壓系統(tǒng)內(nèi)部的工作情況以虛擬立體圖的形式顯示在顯示器上，直觀并且清晰。在信號輸出裝置上可以設(shè)定閥值，當檢測到的數(shù)值超出了閥值，就啟動報警，報警裝置可以是語言報警裝置，也可以是圖形化的顯示和提示。
[0019]信號調(diào)理器信號放大電路、濾波電路、信號隔離電路和信號匹配電路，所述信號放大電路、濾波電路、信號隔離電路和信號匹配電路依次串聯(lián)。信號放大電路的作用是對傳感器傳送來的信號進行降噪和放大，使其清晰容易處理，濾波電路濾除雜波，信號隔離電路隔離不相關(guān)信號，保證測量精度，信號匹配電路對信號進行比較，匹配成功的電路輸出到信號采集器。
[0020]信號放大電路包括如圖4所示的前置放大電路和如圖5所示的后置放大電路，前置放大電路與后置放大電路串聯(lián)，前置放大電路與后置放大電路都是由運算放大器和放大反饋電路構(gòu)成，所述前置放大電路的運算放大器的輸入端連接有一個電阻電橋電路。這個電橋電路可以濾除/[目號上的聞頻噪首。
[0021]信號隔離電路包括串聯(lián)的隔離單元和信號輸出單元，所述隔離單元由無源隔離器和安全柵構(gòu)成。
[0022]以上實施例是供理解本發(fā)明之用，并非是對本發(fā)明的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在權(quán)利要求所述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以作出多種變化或變型，這些變化或變型應(yīng)當理解為仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，包括升降結(jié)構(gòu)和鎖緊裝置，升降結(jié)構(gòu)由升降驅(qū)動裝置進行驅(qū)動，鎖緊裝置由鎖緊驅(qū)動裝置進行驅(qū)動，升降驅(qū)動裝置和鎖緊驅(qū)動裝置均為液壓驅(qū)動裝置，其特征在于:所述監(jiān)控裝置還包括安裝在所述液壓驅(qū)動裝置上的傳感器、信號調(diào)理器、信號采集器和信號輸出裝置，其中傳感器與信號調(diào)理器相連接，信號調(diào)理器與信號采集器相連接，信號采集器與信號輸出裝置相連接，傳感器將采集到的參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號，再將電信號傳遞給信號調(diào)理器進行預處理，再由信號調(diào)理器將經(jīng)過預處理的信號傳遞給信號采集器，由信號采集器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后再傳遞給信號輸出裝置，由信號輸出裝置進行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所述傳感器包括流量傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所述信號調(diào)理器包括信號放大電路、濾波電路、信號隔離電路和信號匹配電路，所述信號放大電路、濾波電路、信號隔離電路和信號匹配電路依次串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所訴信號放大電路包括前置放大電路和后置放大電路，前置放大電路與后置放大電路串聯(lián)，前置放大電路與后置放大電路都是由運算放大器和放大反饋電路構(gòu)成，所述前置放大電路的運算放大器的輸入端連接有一個電阻電橋電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所述信號隔離電路包括串聯(lián)的隔離單元和信號輸出單元，所述隔離單元由無源隔離器和安全柵構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所述升降結(jié)構(gòu)為相互嚙合的齒輪和齒條結(jié)構(gòu)，齒條固定安裝在海洋平臺的樁腿上，齒輪與齒條相嚙合，在所述升降驅(qū)動裝置的驅(qū)動下相互運動，帶動海洋平臺升高或降低。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所述升降驅(qū)動裝置包括液壓馬達，與液壓馬達通過液體管道相連接的三位四通電磁閥和與三位四通電磁閥相連接的液壓泵，液壓泵與三位四通電磁閥的油路支線上還接有一個溢流閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所述液壓馬達上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器、液壓馬達與三位四通電磁閥相連接的液體管道上安裝有流量傳感器和壓力傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所述鎖緊驅(qū)動裝置包括單活塞桿液壓缸，雙液控單向閥、三位四通電液閥、液壓泵和溢流閥，其中單活塞桿液壓缸活塞側(cè)的缸體分別有液體通道，每側(cè)的液體通道都通過一個雙液控單向閥與三位四通電液閥相連接，三位四通電液閥與一個液壓泵相連接，液壓泵與三位四通電液閥的油路支線上連接有一個溢流閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自升降式海洋平臺的升降系統(tǒng)監(jiān)控裝置，其特征在于:所述單活塞桿液壓缸上安裝有位移傳感器，單活塞桿液壓缸與雙液控單向閥的液壓通道上安裝有壓力傳感器和流量傳感器。
【文檔編號】E02B17/08GK103882844SQ201410100769
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】李德堂, 唐文濤, 曹偉男, 呂沁 申請人:浙江海洋學院