Công nghệ giám sát tải trước thông minh cho hệ thống buộc chặt và sơ đồ cảnh báo sớm về an toàn đường dây
Các thông số kỹ thuật cốt lõi của cảm biến giám sát tải trước thông minh cho hệ thống dây buộc là gì? Các thông số kỹ thuật cốt lõi của cảm biến giám sát tải trước thông minh cho hệ thống dây buộc bao gồmphạm vi đo, độ chính xác, nhiệt độ hoạt động và khoảng cách truyền không dây, yếu tố quyết định trực tiếp đến hiệu quả giám sát. Phạm vi đo phải bao gồm khoảng thời gian tải trước của hệ thống dây buộc, thường là 0-500N·m, để đáp ứng nhu cầu giám sát tải trước của bu lông trên các dây chuyền khác nhau. Độ chính xác của phép đo phải đạt ±1%FS để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu và tránh cảnh báo sai do không đủ độ chính xác. Phạm vi nhiệt độ hoạt động là -40 độ -80 độ, thích ứng với môi trường khí hậu khắc nghiệt của các tuyến đường sắt và có thể hoạt động ổn định ở khu vực núi cao và nhiệt độ cao. Khoảng cách truyền không dây Lớn hơn hoặc bằng 100m, áp dụng công nghệ truyền thông không dây LoRa với mức tiêu thụ điện năng thấp và đường truyền ổn định, thực hiện truyền dữ liệu đường dài giữa các cảm biến và trạm gốc. Ngoài ra, cấp bảo vệ của cảm biến phải đạt IP68, chống thấm nước và chống bụi, thích ứng với môi trường ẩm ướt của giường dằn.
Kiến trúc thành phần và nguyên lý làm việc của hệ thống giám sát tải trước thông minh là gì?
Hệ thống giám sát tải trước thông minh áp dụng mộtkiến trúc ba cấp độ của "cảm biến-trạm cơ sở-nền tảng đám mây"để thực hiện việc thu thập, truyền tải, phân tích và cảnh báo sớm dữ liệu tải trước. Cấp độ đầu tiên là một cảm biến biến dạng vi mô được tích hợp trong bu lông. Cảm biến này thu thập dữ liệu biến dạng của bu lông theo thời gian thực và chuyển đổi giá trị biến dạng thành giá trị tải trước thông qua một con chip-tích hợp sẵn. Tần số lấy mẫu được đặt thành 1 lần mỗi phút và có thể hoạt động liên tục trong hơn 5 năm ở chế độ năng lượng thấp, giúp tránh phải thay pin thường xuyên và giảm chi phí bảo trì. Cấp độ thứ hai là-trạm cơ sở tại chỗ, thường được lắp đặt trên các cột tín hiệu bên cạnh đường ray. Mỗi trạm gốc có thể kết nối 200{15}}300 cảm biến cùng lúc, nhận dữ liệu do cảm biến truyền đi và thực hiện lọc sơ bộ để loại bỏ dữ liệu không hợp lệ do nhiễu môi trường. Cấp độ thứ ba là nền tảng đám mây, nhận dữ liệu do trạm gốc tải lên thông qua mạng di động và lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Nền tảng đám mây sử dụng mô hình suy giảm tải trước để phân tích dữ liệu. Khi giá trị tải trước giảm xuống ngưỡng đã đặt, nó sẽ tự động kích hoạt tín hiệu cảnh báo sớm và đẩy tín hiệu đến thiết bị đầu cuối của nhân viên bảo trì. Nguyên lý làm việc của hệ thống dựa trên mối quan hệ tuyến tính giữa biến dạng bu lông và tải trước. Cảm biến theo dõi sự thay đổi biến dạng của bu lông do tải và nhiệt độ gây ra, tính toán giá trị tải trước theo thời gian thực và thực hiện giám sát động và cảnh báo sớm về sự suy giảm tải trước.
Các cài đặt khác nhau về ngưỡng giám sát tải trước cho các loại đường dây khác nhau là gì?
Việc thiết lập các ngưỡng giám sát tải trước khác nhau cho các loại đường dây khác nhau chủ yếu dựa trênđặc tính tải và yêu cầu an toàn vận hành của đường dây. Đối với-đường sắt tốc độ cao có tốc độ vận hành 250-350 km/h, độ ổn định của hệ thống dây buộc có tác động quan trọng đến an toàn lái xe nên ngưỡng giám sát được đặt ở mức 85% tải trước được thiết kế. Khi tải trước giảm xuống giá trị này, cảnh báo sớm sẽ được kích hoạt ngay lập tức để tránh các mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn do tải trước không đủ. Đối với đường sắt vận chuyển hạng nặng có tải trọng trục lớn, bu lông phải chịu tải trọng va đập lớn và tải trước giảm đi nhanh hơn. Ngưỡng giám sát được đặt ở mức 80% tải trước được thiết kế, đồng thời thêm ngưỡng giám sát tải trọng tác động. Khi tải trọng tác động vượt quá 120% giá trị thiết kế, cảnh báo sớm đồng bộ sẽ được đưa ra để nhắc nhở nhân viên bảo trì kiểm tra kịp thời trạng thái bu lông. Đối với đường sắt tốc độ thông thường có tốc độ vận hành thấp và tải trọng nhỏ, yêu cầu về độ ổn định trước tải tương đối lỏng lẻo và ngưỡng giám sát được đặt ở 75% tải trước thiết kế, giúp cân bằng độ chính xác của cảnh báo sớm và chi phí bảo trì. Đối với các tuyến đường sắt đô thị khởi hành và dừng thường xuyên, tải trước của bu lông dao động rất lớn. Ngưỡng giám sát được đặt thành 80% tải trước được thiết kế và giám sát tần số dao động được thêm vào. Khi tần số dao động vượt quá 10 lần mỗi giờ, cảnh báo sớm sẽ được kích hoạt để ngăn chặn việc bu-lông bị lỏng do rung động thường xuyên.
Các điểm quá trình cài đặt chính của cảm biến giám sát thông minh tải trước là gì?
Các điểm quá trình cài đặt chính của cảm biến giám sát thông minh tải trước tập trung vàocấy cảm biến và lắp ráp bu lông, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và độ tin cậy của giám sát. Việc cấy ghép cảm biến áp dụng phương pháp cài đặt nhúng. Đầu tiên, một lỗ được khoan trên thân bu lông có đường kính lớn hơn đường kính cảm biến 0,1-0,2mm và có độ sâu bằng 1/3 chiều dài bu lông. Độ sâu này có thể đảm bảo rằng cảm biến được đặt trong vùng tập trung ứng suất của bu lông và thu thập chính xác dữ liệu biến dạng. Sau khi khoan, các mảnh vụn trong lỗ phải được làm sạch bằng súng hơi áp suất cao, sau đó cảm biến được cấy vào lỗ và cố định bằng keo nhựa epoxy để đảm bảo không có khe hở giữa cảm biến và bu lông, tránh sai số đo do chuyển động tương đối. Trong quá trình lắp bu lông phải sử dụng cờ lê lực đặc biệt và lực siết phải được thực hiện nghiêm ngặt theo giá trị thiết kế. Mô-men xoắn siết chặt của bu lông đối với-đường sắt tốc độ cao là 350-400N·m và đối với đường sắt hạng nặng là 400-450N·m. Mô-men xoắn quá mức sẽ gây biến dạng dẻo của bu lông, trong khi mô-men xoắn không đủ sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của cảm biến. Sau khi cài đặt, cần phải hiệu chuẩn. Máy đo mô-men xoắn tiêu chuẩn được sử dụng để áp dụng các mô-men xoắn khác nhau nhằm xác minh độ chính xác của phép đo của cảm biến, đảm bảo rằng sai số Nhỏ hơn hoặc bằng ±1%FS. Ngoài ra, ăng-ten không dây của cảm biến phải hướng về phía trạm gốc để đảm bảo truyền tín hiệu ổn định.
Quá trình-bảo trì tại chỗ và loại bỏ cảnh báo sớm của hệ thống giám sát thông minh tải trước là gì?
Quá trình-bảo trì tại chỗ và loại bỏ cảnh báo sớm của hệ thống giám sát thông minh tải trước bao gồm ba liên kết:bảo trì cảm biến, hiệu chuẩn dữ liệu và xử lý cảnh báo sớm. Chu kỳ bảo trì cảm biến là 1 năm. Công việc chính là kiểm tra nguồn pin và cường độ tín hiệu của cảm biến. Khi nguồn điện thấp hơn 20%, cần thay pin kịp thời để tránh gián đoạn giám sát. Khi cường độ tín hiệu yếu, cần điều chỉnh hướng của ăng-ten hoặc tối ưu hóa vị trí của trạm gốc để đảm bảo truyền dữ liệu thông suốt. Chu kỳ hiệu chỉnh dữ liệu là 6 tháng. Máy đo mô-men xoắn tiêu chuẩn được sử dụng để hiệu chỉnh cảm biến nhằm loại bỏ sai lệch đo do lão hóa cảm biến và đảm bảo độ chính xác của phép đo đáp ứng yêu cầu. Quy trình xử lý cảnh báo sớm được chia thành 3 cấp độ: đối với cảnh báo sớm cấp 1 (tải trước 80%{16}}85%), hệ thống đẩy thông tin cảnh báo đến thiết bị đầu cuối bảo trì đường dây để nhắc nhở nhân viên bảo trì chú ý đến trạng thái bu lông; đối với cảnh báo sớm cấp độ 2 (tải trước 75%-80%), nhân viên bảo trì được bố trí tiến hành kiểm tra tại chỗ và siết chặt lại các bu lông để khôi phục tải trước về giá trị thiết kế; để cảnh báo sớm cấp độ 3 (tải trước<75%), the line is immediately blocked, the bolts are replaced, and potential safety hazards are eliminated. After the disposal is completed, the disposal results must be recorded in the cloud platform to update the monitoring data and form a closed-loop management of preload monitoring.