1.本发明属于风电设备维护技术领域，具体涉及一种预制混凝土管片偏心预警装置及方法。
背景技术：
2.与钢结构塔筒相比，混凝土塔筒可解决运输以及钢结构易产生共振等问题。由于预制混凝土塔筒具有设计、生产、施工灵活性高，维护要求低等优势，且特别适用于风切变较高的风电场，有利于增加发电量。目前预制预应力钢-混凝土组合塔筒和预制预应力混凝土塔筒，已成为风电产业的重点研究和发展方向。
3.但是，预制混凝土管片在生产、安装、运行时，下节管片上端面与上节管片下端面之间的对接误差会因为时间的推移而得到累计，导致部分管片发生部分位移、偏心。而这种管片的位移、偏心会对直接改变塔筒的载荷分布。当风机突然停机，或者在极大风速等特殊情况下，塔筒的稳定性以及安全性将大不如前，可能诱发塔筒倾斜，甚至是倒塌的严重后果。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种预制混凝土管片偏心预警装置及方法，以解决现有预制混凝土管片之间对接误差累计堆叠导致发生偏心危害塔筒安全的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：
6.第一方面，一种预制混凝土管片偏心预警装置，包括信号处理模块、预警模块、若干组信号发射器和若干组信号接收器，若干组所述组信号发射器和用于设置在堆叠的预制混凝土管片内，每个预制混凝土管片内都设有一组信号发射器，每组所述信号发射器下方底面上都设有一组信号接收器，若干组所述信号接收器的信号输出端与信号处理模块的信号输入端相连，所述信号处理模块的信号输出端与预警模块的信号输入端相连。
7.本发明的进一步改进在于：所述若干组信号发射器中每组包括一个x轴红外发射器和一个y轴红外发射器，所述若干组信号接收器中每组包括一个x轴红外接收器和一个y轴红外接收器。
8.本发明的进一步改进在于：相邻两组所述信号发射器的底面投影之间存在间隙。
9.本发明的进一步改进在于：所述信号接收器的有效接收直径大于信号发射器的有效发射直径。
10.本发明的进一步改进在于：若干组所述信号发射器的发射频率不同。
11.本发明的进一步改进在于：所述预警器为运维中心控制台。
12.本发明的进一步改进在于：每组所述信号发射器都设置在预制混凝土管片的中部内壁上。
13.本发明的进一步改进在于：所述信号处理模块工作时先判断是否存在未收到信号的信号接收器，再判断信号接收器接收的信号频率是否与对应的信号发射器相同。
14.第二方面，一种预制混凝土管片偏心预警方法，包括以下步骤：
15.当存在信号接收器未接收到信号时，信号处理模块控制预警模块预警；
16.当信号接收器接收到的信号与对应的信号发射器不匹配时，信号处理模块控制预警模块预警；
17.当信号接收器接收到的信号与对应的信号发射器匹配时，不预警。
18.本发明的进一步改进在于：所述当存在信号接收器未接收到信号时，信号处理模块控制预警模块预警；
19.当信号接收器接收到的信号与对应的信号发射器不匹配时，信号处理模块控制预警模块预警的步骤中，具体包括：
20.获取未接收到信号的信号接收器占信号接收器总数的比例，作为第一概率；
21.获取接收到的信号与对应的信号发射器不匹配的信号接收器占信号接收器总数的比例，作为第二概率；
22.将第一概率与第二概率相加，作为预警依据概率；
23.当预警依据概率∈[0，25％]时，信号处理模块控制预警模块发出低风险预警；
[0024]
当预警依据概率∈(25％，50％]时，信号处理模块控制预警模块发出中风险预警；
[0025]
当预警依据概率∈(50％，1]时，信号处理模块控制预警模块发出高风险预警。
[0026]
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
[0027]
1、本发明设置若干组信号发射器与若干组信号接收器，对预制混凝土管片的偏心情况进行监测预警，当预制管片偏心超过允许范围时，信号处理模块生成预警信号控制预警器工作，提示预制混凝土管片偏心超过阈值，存在运行风险；
[0028]
2、本发明相邻两组信号发射器的底面投影之间存在间隙，以防遮挡阻碍信号；
[0029]
3、本发明若干组信号发射器的发射频率便于判断是否发生偏移；
[0030]
4、在塔筒底部，安装一排红外线接收装置，分别接收预制混凝土管片上红外线发射器发出的红外线，每个接收器有效接收直径大于点状红外线直径，每个接收器都匹配一个发射器，接收器具有识别红外线发射频率的功能，以区别不同预制混凝土管片发出的信号；
[0031]
5、本发明根据信号接收器接收情况，首先初步判断预制混凝土管片是否发生偏心移位：当有接收器没有接收到任何红外线时，此接收器对应的发射器产生了允许范围内的位移，即预制混凝土管片发生明显位移；当接收信号时，根据接收器接收到的红外线发射频率，判断是否匹配，若不匹配，则说明预制混凝土管片发生明显位移。
[0032]
6、本发明根据未接收到信号的信号接收器占信号接收器总数的比例和接收到的信号与对应的信号发射器不匹配的信号接收器占信号接收器总数的比例，对偏心风险等级进行评估，数量越多，则代表偏心风险等级越大。
附图说明
[0033]
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0034]
在附图中：
[0035]
图1为本发明一种预制混凝土管片偏心预警装置的主视图；
[0036]
图2为本发明一种预制混凝土管片偏心预警装置的俯视图；
[0037]
图3为本发明一种预制混凝土管片偏心预警方法的流程图。
[0038]
图中：1、第一预制混凝土管片；2、第一y方向红外发射器；3、第一x方向红外发射器；4、第二预制混凝土管片；5、第二y方向红外发射器；6、第二x方向红外发射器；7、第三预制混凝土管片；8、第三y方向红外发射器；9、第三x方向红外发射器；10、第四预制混凝土管片；11、第四y方向红外发射器；12、第四x方向红外发射器；13、第一x方向红外线接收器；14、第二x方向红外线接收器；15、第三x方向红外线接收器；16、第四x方向红外线接收器。
具体实施方式
[0039]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
[0041]
实施例1
[0042]
一种预制混凝土管片偏心预警装置，设置在堆叠的预制混凝土管片内，如图1-2所示，包括：
[0043]
信号处理模块、预警模块、若干组信号发射器和若干组信号接收器；
[0044]
若干组信号发射器和若干组信号接收器用于设置在堆叠的预制混凝土管片内，每个预制混凝土管片内都设有一组信号发射器，每组信号发射器同一竖直线上设有一组信号接收器，若干组信号接收器的信号输出端与信号处理模块的信号输入端相连，信号处理模块的信号输出端与预警模块的信号输入端相连。
[0045]
具体的，每组信号接收器都设置在堆叠的预制混凝土管片的底部。
[0046]
具体的，相邻信号发射器的底面投影之间存在间隙，通过在安装不同组信号发射器时设置间隙，使同一竖直线上只有一组信号发射器，避免了信号被其他信号发射器遮挡导致预警不准确。
[0047]
具体的，不同组信号发射器的发射频率不同，若信号接收器接收的频率与对应信号发射器发出的频率不同则信号处理模块判断预制混凝土管片发生偏移。
[0048]
具体的，每组信号发射器包括一个x轴红外发射器和一个y轴红外发射器，每组信号接收器包括一个x轴信号接收器和一个y轴信号接收器，x轴红外发射器和y轴红外发射器设置在预制混凝土管片内壁中部；
[0049]
x轴接收器和y轴接收器设置在堆叠的预制混凝土管片底部。
[0050]
具体的，预警器为蜂鸣器、指示灯或运维中心控制台等预警装置，当预警器为运维中心控制台时，可以直接安排人员检查及维护。
[0051]
具体的，x轴红外发射器、y轴红外发射器、x轴红外接收器和y轴红外接收器的数量都与堆叠的预制混凝土管片数量相同；
[0052]
具体的，每个预制混凝土管片内壁都设有一个x轴红外发射器和一个y轴红外发射器，每个x轴红外发射器和每个y轴红外发射器的红外线发射端都向下，不同预制混凝土管
片上x轴红外发射器的红外线发射端不在同一条竖直线上，不同预制混凝土管片上y轴红外发射器的红外线发射端不在同一条竖直线上，若干x轴红外接收器设置在堆叠的混凝土管片底部，每个x轴红外接收器都与一个x轴红外发射器在同一条竖直线上，若干y轴红外接收器设置在堆叠的混凝土管片底部，每个y轴红外接收器都与一个y轴红外发射器在同一条竖直线上。
[0053]
具体的，数据处理模块用于根据若干组信号接收器的信号，控制预警模块工作。
[0054]
具体的，信号接收器的有效接收直径大于信号发射器的有效发射直径，避免无效预警，有效接收直径与有效发射直径的差为第一阈值，第一阈值表示可接受的偏移，第一阈值的大小根据实际情况计算。
[0055]
具体的，数据处理模块工作时，根据若干组信号接收器的接收情况进行判断，当存在未接收到信号的信号接收器时判断为发生偏移，数据处理模块发送预警信号控制预警模块预警，当若干组信号接收器都接收到信号时，判断信号接收器接收的信号频率是否匹配，若不匹配则判断为发生偏移，数据处理模块发送预警信号控制预警模块预警，若匹配则正常。
[0056]
具体的，x轴信号发射器和y轴信号发射器分别与预制混凝土管片圆心连心相互垂直是为了能在平面内描述预制混凝土管片的位移情况，如若只有一个，则当预制混凝土管片以发射器为中心定点，发生摆动偏移后，无法对偏移结果做出有效预警。
[0057]
实施例2
[0058]
一种预制混凝土管片偏心预警装置在实际工程中的设置，用于四个预制混凝土管片堆叠的结构，如图1-2所示，预制混凝土管片堆叠结构从上到下依次为第一预制混凝土管片1、第二预制混凝土管片4、第三预制混凝土管片7和第四预制混凝土管片10，第一预制混凝土管片1内沿y轴方向的内壁上设有第一y轴红外发射器2；第一预制混凝土管片1内沿x轴方向的内壁上设有第一x轴红外发射器3；
[0059]
第一y轴红外发射器2下方偏左/偏右的第二预制混凝土管片4内壁上设有第二y轴红外发射器5，第一x轴红外发射器3下方偏左/偏右的第二预制混凝土管片4内壁上设有第二x轴红外发射器6；
[0060]
第二y轴红外发射器5下方偏左/偏右的第三预制混凝土管片7内壁上设有第三y轴红外发射器8，第二x轴红外发射器6下方偏左/偏右的第三预制混凝土管片7内壁上设有第三x轴红外发射器9；
[0061]
第三y轴红外发射器8下方偏左/偏右的第四预制混凝土管片10内壁上设有第四y轴红外发射器11，第三x轴红外发射器9下方偏左/偏右的第四预制混凝土管片10内壁上设有第四x轴红外发射器12；
[0062]
第一y轴红外发射器2正下方的底面上设有第一y轴红外接收器；
[0063]
第二y轴红外发射器5正下方的底面上设有第二y轴红外接收器；
[0064]
第三y轴红外发射器8正下方的底面上设有第三y轴红外接收器；
[0065]
第四y轴红外发射器11正下方的底面上设有第四y轴红外接收器；
[0066]
第一x轴红外发射器3正下方的底面上设有第一x轴红外接收器13；
[0067]
第二x轴红外发射器6正下方的底面上设有第二x轴红外接收器14；
[0068]
第三x轴红外发射器3正下方的底面上设有第三x轴红外接收器15；
[0069]
第四x轴红外发射器3正下方的底面上设有第四x轴红外接收器16。
[0070]
第一x轴红外发射器3、第二x轴红外发射器6、第三x轴红外发射器9和第四x轴红外发射器12之间的偏转角度相同；
[0071]
第一y轴红外发射器2、第二y轴红外发射器5、第三y轴红外发射器8和第四y轴红外发射器11之间的偏转角度相同；
[0072]
第一x轴红外发射器3、第二x轴红外发射器6、第三x轴红外发射器9、第四x轴红外发射器12、第一y轴红外发射器2、第二y轴红外发射器5、第三y轴红外发射器8和第四y轴红外发射器11的发射频率都不同。
[0073]
每个预制混凝土管片上安装的红外线发射器都在预制管片中部。顺着塔筒筒壁延伸方向看，每个红外线发射器都错开一定距离，防止相互遮挡，影响预警效果。
[0074]
实施例3
[0075]
一种预制混凝土管片偏心预警方法，如图3所示，包括以下步骤：
[0076]
当存在信号接收器未接收到信号时，信号处理模块控制预警模块预警；
[0077]
当信号接收器接收到的信号与对应的信号发射器不匹配时，信号处理模块控制预警模块预警；
[0078]
当信号接收器接收到的信号与对应的信号发射器匹配时，不预警。
[0079]
具体的，当存在信号接收器未接收到信号时，信号处理模块控制预警模块预警；
[0080]
当信号接收器接收到的信号与对应的信号发射器不匹配时，信号处理模块控制预警模块预警的步骤中，具体包括：
[0081]
获取未接收到信号的信号接收器占信号接收器总数的比例，作为第一概率；
[0082]
获取接收到的信号与对应的信号发射器不匹配的信号接收器占信号接收器总数的比例，作为第二概率；
[0083]
将第一概率与第二概率相加，作为预警依据概率；
[0084]
当预警依据概率∈[0，25％]时，信号处理模块控制预警模块发出低风险预警；
[0085]
当预警依据概率∈(25％，50％]时，信号处理模块控制预警模块发出中风险预警；
[0086]
当预警依据概率∈(50％，1]时，信号处理模块控制预警模块发出高风险预警。
[0087]
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
[0088]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。