(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110059403 A(43)申请公布日 2019.07.26
(21)申请号 201910303841.2(22)申请日 2019.04.16
(71)申请人 上海宝钢工业技术服务有限公司
地址 201900 上海市宝山区湄浦路335号(72)发明人 张君 庄继勇 王华丹 严勇 (74)专利代理机构 上海天协和诚知识产权代理
事务所 31216
代理人 沈国良(51)Int.Cl.
G06F 17/50(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
CN 110059403 A(54)发明名称
轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统(57)摘要
本发明公开了一种轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统，本系统的标识层包括设于各轨道梁的若干无源应答器，辨识层包括设于各行车检修平台侧面的若干阅读器，应用层包括检测与预警物联网云服务平台，阅读器随行车运行至无源应答器时，阅读器读取无源应答器内的信息进行识别，并在阅读器内的计数器上对该无源应答器的变量计数累加1，阅读器将采集到的信息实时上传到检测与预警物联网云服务平台进行存储，检测与预警物联网云服务平台根据存储信息通过轨道梁群体疲劳机理模型进行分析计算，给出轨道梁的结构疲劳预测和状态劣化预警信息。本系统实时检测行车运行频次，间接得到轨道梁的受力状况，经分析得到轨道梁疲劳劣化趋势，防止发生安全生产事故。
CN 110059403 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.一种轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统，包括轨道梁，其特征在于：还包括标识层、辨识层和应用层；
所述标识层包括设于各轨道梁的若干无源应答器，所述辨识层包括设于各行车检修平台侧面的若干阅读器，所述应用层包括检测与预警物联网云服务平台，所述阅读器随行车沿轨道梁运行至所述无源应答器时，所述阅读器产生的电磁场激励所述无源应答器并读取无源应答器内的信息进行识别，并在所述阅读器内的计数器上对该无源应答器的变量计数累加1，所述阅读器通过无线通信将采集到的信息实时上传到所述检测与预警物联网云服务平台进行存储，所述检测与预警物联网云服务平台根据存储信息通过轨道梁群体疲劳预测模型进行分析计算，给出轨道梁的结构疲劳预测和状态劣化预警信息。
2.根据权利要求1所述的轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统，其特征在于：所述无源应答器包括微处理芯片、耦合元件和天线，并且内置对应轨道梁唯一标识的电子编码，所述电子编码包括对应轨道梁的序号及位置信息。
3.根据权利要求1所述的轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统，其特征在于：所述阅读器包括增益天线、电源模块、系统芯片、通信模块和超高频发生器，所述阅读器通过超高频发生器读取无源应答器内的信息并识别、通过通信模块上传信息至所述检测与预警物联网云服务平台。
4.根据权利要求1、2或3所述的轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统，其特征在于：所述检测与预警物联网云服务平台是集成有轨道梁群体疲劳预测模型、预警处理模块、预警发布模块和预警跟踪模块的WEB应用终端。
5.根据权利要求4所述的轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统，其特征在于：所述WEB应用终端是智能手机或平板电脑。
2
CN 110059403 A
说 明 书
轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统
1/3页
技术领域
[0001]本发明涉及设备检测诊断技术领域，尤其涉及一种轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统。
背景技术[0002]钢结构厂房内通常采用行车作为货物传输的起重工具，其是一种间歇动作的机构，工作特点是频繁启动和制动，当行车长期负重行走时，行车轮对安装在轨道梁上的铁轨产生纵向应力。同时，行车启动和制动过程产生的瞬时作用力也会引起轨道梁振动。长此以往，轨道梁在行车压力和应力共同作用下会出现结构疲劳，如果未能及时发现并处理，将会产生重大安全事故。
[0003]轨道梁在其疲劳验算点的应力幅值循环次数是衡量其疲劳使用寿命的重要参数，通常的做法是在行车系统的多根轨道梁上大量布设应力应变传感器，并需根据现场实际情况选择最合理的路由敷设布线，构建一套传感器系统来实时监测轨道梁群体的应力变化，从而实现轨道梁群体的疲劳检测。如此导致疲劳检测的成本较高，现场轨道梁群体上传感器设置及布线施工难度较大，且不便于后期的维护维修。发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统，本系统克服传统轨道梁群体疲劳检测的缺陷，实时检测行车运行频次，间接得到轨道梁的受力状况，进而可以分析得到轨道梁疲劳劣化趋势，有效防止因轨道梁状态劣化而发生安全生产事故。
[0005]为解决上述技术问题，本发明轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统包括轨道梁、标识层、辨识层和应用层；
所述标识层包括设于各轨道梁的若干无源应答器，所述辨识层包括设于各行车检修平台侧面的若干阅读器，所述应用层包括检测与预警物联网云服务平台，所述阅读器随行车沿轨道梁运行至所述无源应答器时，所述阅读器产生的电磁场激励所述无源应答器并读取无源应答器内的信息进行识别，并在所述阅读器内的计数器上对该无源应答器的变量计数累加1，所述阅读器通过无线通信将采集到的信息实时上传到所述检测与预警物联网云服务平台进行存储，所述检测与预警物联网云服务平台根据存储信息通过轨道梁群体疲劳预测模型进行分析计算，给出轨道梁的结构疲劳预测和状态劣化预警信息。[0006]进一步，所述无源应答器包括微处理芯片、耦合元件和天线，并且内置对应轨道梁唯一标识的电子编码，所述电子编码包括对应轨道梁的序号及位置信息。[0007]进一步，所述阅读器包括增益天线、电源模块、系统芯片、通信模块和超高频发生器，所述阅读器通过超高频发生器读取无源应答器内的信息并识别、通过通信模块上传信息至所述检测与预警物联网云服务平台。[0008]进一步，所述检测与预警物联网云服务平台是集成有轨道梁群体疲劳预测模型、
3
CN 110059403 A
说 明 书
2/3页
预警处理模块、预警发布模块和预警跟踪模块的WEB应用终端。[0009]进一步，所述WEB应用终端是智能手机或平板电脑。
由于本发明轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统采用了上述技术方案，即本系统包括轨道梁、标识层、辨识层和应用层；标识层包括设于各轨道梁的若干无源应答器，辨识层包括设于各行车检修平台侧面的若干阅读器，应用层包括检测与预警物联网云服务平台，阅读器随行车沿轨道梁运行至无源应答器时，阅读器读取无源应答器内的信息进行识别，并在阅读器内的计数器上对该无源应答器的变量计数累加1，阅读器将采集到的信息实时上传到检测与预警物联网云服务平台进行存储，检测与预警物联网云服务平台根据存储信息通过轨道梁群体疲劳预测模型进行分析计算，给出轨道梁的结构疲劳预测和状态劣化预警信息。本系统克服传统轨道梁群体疲劳检测的缺陷，实时检测行车运行频次，间接得到轨道梁的受力状况，进而可以分析得到轨道梁疲劳劣化趋势，有效防止因轨道梁状态劣化而发生安全生产事故。
附图说明
[0010]下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统原理框图；图2为本系统中无源应答器和阅读器安装位置示意图。
具体实施方式
[0011]实施例如图1和图2所示，本发明轨道梁群体的疲劳检测评估分析系统包括轨道梁、标识层、辨识层和应用层；
所述标识层包括设于各轨道梁4的若干无源应答器1，所述辨识层包括设于各行车检修平台5侧面的若干阅读器2，所述应用层包括检测与预警物联网云服务平台3，所述阅读器2随行车沿轨道梁4运行至所述无源应答器1时，所述阅读器2产生的电磁场激励所述无源应答器1并读取无源应答器1内的信息进行识别，并在所述阅读器2内的计数器上对该无源应答器1的变量计数累加1，所述阅读器2通过无线通信将采集到的信息实时上传到所述检测与预警物联网云服务平台3进行存储，所述检测与预警物联网云服务平台3根据存储信息通过轨道梁群体疲劳预测模型进行分析计算，给出轨道梁4的结构疲劳预测和状态劣化预警信息。
[0012]优选的，所述无源应答器1包括微处理芯片、耦合元件和天线，并且内置对应轨道梁4唯一标识的电子编码，所述电子编码包括对应轨道梁4的序号及位置信息。[0013]优选的，所述阅读器2包括增益天线、电源模块、系统芯片、通信模块和超高频发生器，所述阅读器2通过超高频发生器读取无源应答器1内的信息并识别、通过通信模块上传信息至所述检测与预警物联网云服务平台3。[0014]优选的，所述检测与预警物联网云服务平台3是集成有轨道梁群体疲劳预测模型、预警处理模块、预警发布模块和预警跟踪模块的WEB应用终端。[0015]优选的，所述WEB应用终端是智能手机或平板电脑。[0016]本系统中无源应答器采用陶瓷质的无源应答器，以避免行车运行过程金属栏杆等的干扰，确保信息采集的可靠性；阅读器对经过无源应答器的次数进行累加，得到行车经过
4
CN 110059403 A
说 明 书
3/3页
设置无源应答器的轨道梁测点的频次，应用层的检测与预警物联网云服务平台主要用于对采集的数据进行可视化显示，给出历史曲线，并将采集的数据通过轨道梁群体疲劳预测模型进行分析计算，给出轨道梁的结构疲劳预测和状态劣化预警信息；通过行车经过轨道梁设置无源应答器测点的循环次数，可以快速确定可能出现应力疲劳的轨道梁。[0017]其中，轨道梁群体疲劳预测模型可由中国专利文献CN105069182 A公开的“用于监测吊车梁的疲劳使用寿命的方法”构成，即该预测模型中记录有轨道梁的位置信息；依据轨道梁的位置信息，为轨道梁设定疲劳验算点的位置信息；在疲劳验算点建立对应的应力幅函数，其中，应力幅函数以起吊重量和走行位置为输入变量；
利用对应的应力幅函数计算吊车的每次走行过程在轨道梁的疲劳验算点形成的应力幅；将轨道梁的疲劳验算点的应力幅折算为表示疲劳寿命的应力幅循环次数。[0018]例如，在某大型钢铁公司的热轧成品库的轨道梁加装本系统，行车检修平台护栏处固定安装频次阅读器，需要监测的轨道梁对应位置安装陶瓷质无源应答器，在行车携带频次阅读器运行时，当频次阅读器经过陶瓷质无源应答器时会产生电磁场激励陶瓷质无源应答器，频次阅读器采集陶瓷质无源应答器内置的轨道梁信息并在频次阅读器的电子标签计数器上累加频次。频次阅读器通过工业无线网将采集的数据发送到检测与预警物联网云服务平台进行数据处理及显示，频次数据实时更新到轨道梁群体疲劳预测模型进行分析计算，最终给出轨道梁疲劳的预测分析结果，并向用户发出报警，提示用户及时采取措施对轨道梁状态进行结构检查，以避免安全事故的发生。
5
CN 110059403 A
说 明 书 附 图
1/1页
图1
图2
6
