起重机应力监测系统

在起重设备运行过程中，结构应力过载、疲劳损伤等问题易引发设备故障甚至安全事故，传统人工检测模式难以实现应力实时监测与早期隐患预警。微特技术依托结构力学、传感技术与智能算法，研发起重机结构应力在线监测及寿命评估系统，融合光纤光栅传感技术、有限元分析与载荷应力谱分析，实现起重设备结构应力的实时监测、智能预警、健康度评测与寿命精准评估，为设备维保决策提供科学数据支撑，有效预防突发故障、延长设备使用寿命，符合国家起重机设计与安全规范要求。

 

一、产品简介

起重机结构应力在线监测及寿命评估系统是微特技术针对起重设备结构安全痛点研发的智能化监测解决方案，基于结构应力与材料强度计算原理设计制造，可实时捕捉门座机、造桥机、桥式 / 门式起重机等设备主臂、主梁、拉杆等关键受力部位在不同载荷下的应力数据，同步显示设备运行环境、倾角、受力载荷等多维度信息。

系统可根据预设安全范围，对结构应力过载、疲劳损伤等风险发出精准预警提示，同时支持监测数据的存储、导出与趋势分析，结合有限元分析和载荷应力谱对设备主梁、主臂等核心结构的健康度进行专业评测，实现从 “被动维修” 到 “主动预防” 的设备管理升级，广泛适配桥梁工程、港口码头、水利水电等领域的各类起重设备及闸门结构监测场景。

 

二、核心功能

1. 多维度实时监测，数据可视化展示

系统搭载高精度传感设备与数据采集模块，实时监测设备关键受力点的应力 / 应变数据，同步采集环境温度、风速、湿度、设备水平倾角等多参量信息，所有数据通过主频显示器实现可视化展示，清晰呈现各受力部位的额定载荷与实际载荷数值，让设备运行状态一目了然。

2. 应力过载智能预警，防范突发故障

基于国家起重机设计规范预设结构应力安全阈值，当设备主臂、主梁、拉杆等部位出现应力过载、超出安全范围时，系统立即发出预警提示，及时发现早期疲劳损伤隐患，从源头规避因结构应力问题引发的设备故障与安全事故。

3. 数据存储与趋势分析，全周期追溯

系统具备大容量数据存储能力，可长期保存应力监测、载荷变化、环境参数等全量运行数据，支持数据一键导出与多维度查询。通过对历史监测数据的趋势分析，精准捕捉设备结构应力的变化规律，为判断结构疲劳损伤程度提供数据依据。

4. 结构健康度评测，寿命精准评估

融合有限元分析与载荷应力谱分析技术，对设备主梁、主臂等核心结构的健康度进行专业评测，结合结构应力长期监测数据，实现设备剩余使用寿命的精准评估，为设备制定个性化维保、大修与更换计划提供科学决策支撑。

5. 多设备适配，拓展闸门监测场景

系统不仅适配各类起重机设备的应力监测，还可拓展应用于水利闸门结构监测，打造起重机 + 闸门一体化结构应力监测解决方案，满足多领域设备结构安全监测需求。

 

三、典型应用场景

本系统凭借灵活的适配性，可广泛应用于港口、桥梁工程、水利水电、冶金、物流等领域的起重设备及水工结构监测，核心应用场景包括：

1、桥梁工程起重设备：造桥机、架桥机、提梁机、运梁车等桥梁施工核心起重设备的结构应力监测，适配高速铁路、大型桥梁工程的施工设备安全管理，详情请看悬挂造桥机信息化系统。

2、门座式起重机：港口、码头门座机的主臂、主梁、拉杆等关键部位应力监测，应对港口复杂载荷与高频作业的结构安全需求，详情请看门座机安全监控系统。

3、水利闸门设备：水利水电工程闸门的结构应力在线监测，实时掌握闸门启闭过程中的应力变化，保障水工结构运行安全，详情请看闸门/启闭机在线监测系统。

4、通用起重设备：各类桥式、门式起重机的结构应力与寿命评估，适配工厂、物流园区、冶金企业的常规起重设备运维管理，更多起重机领域应用方案，请查看起重机安全监控系统。

 

四、技术原理

本系统以光纤光栅传感技术为核心，搭配 WT-MOD 采集模块、主频显示器等硬件设备，结合光电信号处理、解调技术与结构力学分析方法，实现对设备结构应力的分布式、实时化、高精度监测，核心技术原理如下：

1. 光纤光栅阵列传感：采用低损耗光敏光纤制作光纤光栅传感器，将多个感应传感器串联，在拉丝过程中对裸纤曝光，在单根光纤中写入数百至数千个弱光栅形成光纤光栅阵列，可实现多测点、分布式的应力感知。
2. 光信号反射与采集：宽带光源发出的激光脉冲沿光纤正向传播，当设备结构发生形变时，光纤上的超弱光栅传感器阵列同步产生形变并对激光进行部分反射，反射光沿原光纤背向返回至采集主机，实现信号的实时捕捉。
3. 光电信号处理与解析：采集主机通过光电信号处理及解调技术，对反射光信号进行分析处理，精准提取工程结构的温度、应力 / 应变、变形、振动等多参量信息，实现对检测体的实时监测。
4. 结构健康度综合分析：将传感设备采集的实时应力数据与有限元分析、载荷应力谱相结合，通过专业算法对设备结构的疲劳损伤程度、健康状态进行量化评测，最终实现设备寿命的精准评估。

光纤光栅传感器具备制作简单、体积小、稳定性好的特点，且抗电磁干扰、使用灵活，可与光纤集成构成监测网络，完美适配工业现场复杂的运行环境。

 

五、产品核心优势

1. 高精度监测，多参量同步采集

采用分布式光纤光栅传感技术，实现关键受力点应力数据的精准捕捉，同步采集环境、倾角、载荷等多维度信息，监测数据真实反映设备结构运行状态，为分析评估提供可靠依据。

2. 智能预警及时，从源头防范故障

基于预设安全阈值实现应力过载的实时预警，提前发现结构疲劳损伤隐患，有效避免因应力问题引发的设备突发故障，提升起重设备运行的安全性与稳定性。

3. 数据支撑寿命评估，实现科学维保

通过数据趋势分析、有限元分析与载荷应力谱分析，完成设备结构健康度与剩余使用寿命的精准评估，改变传统经验式维保模式，让设备维保、大修决策更科学、更高效。

4. 符合国家规范，标准化设计制造

系统研发与设计严格遵循GB/T3811-2008 起重机设计规范、GB/T6067.1-2010 起重机械安全规程等国家现行标准，适配行业设备的标准化管理要求，可直接应用于各类合规起重设备监测。

5. 抗干扰能力强，适配复杂工业环境

光纤光栅传感器具备优异的抗电磁干扰性能，可在高粉尘、强电磁、多振动的工业现场稳定工作，且设备体积小、安装灵活，不影响设备原有运行流程。

6. 数据可存可导，支持多端分析

监测数据支持本地大容量存储与一键导出，可对接企业设备管理平台进行二次分析，满足设备日常运维、故障追溯、寿命评估等多场景的数据使用需求。

 

 

六、成功应用案例

秦皇岛天业通联重工股份有限公司

为秦皇岛天业通联重工提供定制化应力监测解决方案，成功应用于900 吨高速铁路架桥机、900 吨轮胎运梁车、900 吨轮胎式 / 轮轨式提梁机的结构应力在线监测。

系统精准捕捉设备关键受力部位的应力数据，实时反馈载荷变化与应力状态，对过载风险及时发出预警，为设备在高速铁路工程施工中的安全运行提供全程保障，同时通过应力数据的趋势分析，为设备维保计划制定提供科学依据，有效提升了设备的运行效率与使用寿命。