[发明专利]一种支吊架健康状态的监测方法及系统

权利要求书

1.一种支吊架健康状态的监测方法，其特征在于：包括步骤：

(1)确定某一场地中安装在最不利区域的支吊架，在最不利区域的支吊架上安装三轴加速度传感器；所述最不利区域为支吊架发生损伤概率最大的区域；

(2)通过三轴加速度传感器对相应支吊架进行初次测量，得到该支吊架的振动响应并进行处理得到该支吊架的初始振动状态特征值；

(3)监测过程中，通过三轴加速度传感器拾取该支吊架的振动响应并进行处理得到该支吊架的当前振动状态特征值，并与步骤(2)得到的初始振动状态特征值进行比对，若当前振动状态特征值小于该初始振动状态特征值的设定百分比，则判定该支吊架为损伤状态；否则判定该支吊架为健康状态。

2.根据权利要求1所述的支吊架健康状态的监测方法，其特征在于：所述步骤(1)中确定某一场地中安装在最不利区域的支吊架具体如下：

(11)对场地内安装支吊架的区域进行环境实测，包括环境振动和环境因素；其中环境振动为环境中对支吊架施加的力的激励引起的振动量级，环境因素为空气湿度或酸性、腐蚀性气体浓度；对各区域的测量结果按类进行排序；

(12)根据步骤(11)中的排序，选取其中各类排序前若干位的区域作为最不利区域；其中，选取各类排序位数根据实际成本和监测需求确定。

3.根据权利要求1所述的支吊架健康状态的检测方法，其特征在于：所述三轴加速度传感器的输入采样频率Fs，将初始稳定测量20秒的三轴加速度信号x0、y0、z0作为输入，计算得到初始状态x、y、z方向的平均功率谱密度曲线P_x0(w)、P_y0(w)、P_z0(w)；此曲线即为初始支吊架的初始特征基准线；

监测过程中，以同样的采样频率采集振动稳定条件下20秒的三轴加速度信号x、y、z作为输入，计算得到当前状态x、y、z方向的平均功率谱密度曲线P_x(w)、P_y(w)、P_z(w)，即为当前支吊架状态的特征基准线；

计算当前支吊架特征基准线与初始状态下的特征基准线的相似度，然后分别将三个方向特征基准线相似度相加，即为当前振动状态特征值z_i；将当前振动状态特征值z_i与初始振动状态特征值进行比对，若当前振动状态特征值z_i小于初始振动状态特征值的设定百分比，则判定该支吊架为损伤状态；否则判定该支吊架为健康状态。

4.根据权利要求3的支吊架健康状态的检测方法，其特征在于：针对环境振动微弱情况，在相应支吊架上采用外部激励方式对该支吊架进行激励，三轴加速度传感器采集振动稳定条件下20秒的支吊架的三轴加速度信号x、y、z作为输入；其中，环境振动微弱情况为环境振动未达到三轴加速度传感器的量程的5～10％的情况。

5.根据权利要求1的支吊架健康状态的检测方法，其特征在于：所述初始振动状态特征值的设定百分比设为90％、80％和70％三档，以作为三级预警机制。

6.一种支吊架健康状态的监测系统，其特征在于：包括安装在场所中最不利区域的支吊架上的三轴加速度传感器及与所述三轴加速度传感器通信连接的上位机；场所中最不利区域为支吊架发生损伤概率最大的区域；

所述三轴加速度传感器初次采集相应的支吊架的振动响应并发送至上位机；所述上位机接收所述三轴加速度传感器采集的振动响应并进行处理得到振动状态特征值，作为该支吊架的初始振动状态特征值；

在监测过程中，所述上位机接收所述三轴加速度传感器采集的响应支吊架的振动响应并进行处理得到当前振动状态特征值，并与该支吊架的初始振动状态特征值进行比对，若当前振动状态特征值小于初始振动状态特征值的设定百分比，则判定该支吊架为损伤状态；否则判定该支吊架为健康状态。

7.根据权利要求6所述的支吊架健康状态的监测系统，其特征在于：还包括云服务器及移动终端，云服务器与上位机通过互联网连接，移动终端与云服务器通过互联网连接；上位机将监测结果通过互联网发送至云服务器或移动终端。