船閘作為內(nèi)河航運(yùn)的關(guān)鍵樞紐，其金屬結(jié)構(gòu)（如人字門、閥門、啟閉機(jī)械等）長(zhǎng)期承受著巨大的水壓力、沖擊載荷、交變應(yīng)力以及潮濕、鹽霧等惡劣環(huán)境的侵蝕。這些因素極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞、變形、裂紋乃至失效，直接威脅通航安全與運(yùn)營(yíng)效率。因此，建立一套實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、可靠的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至關(guān)重要。本文將結(jié)合森瑟科技（SENTHER）的傳感器技術(shù)，探討如何為船閘金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)筑一道堅(jiān)實(shí)的安全防線。

一、 船閘金屬結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的挑戰(zhàn)與核心需求

船閘結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)面臨獨(dú)特挑戰(zhàn)：

載荷復(fù)雜： 啟閉過程中，閘門及機(jī)械結(jié)構(gòu)承受動(dòng)態(tài)變化的應(yīng)力應(yīng)變。

環(huán)境惡劣： 長(zhǎng)期處于高濕度、水汽、甚至海水鹽霧環(huán)境中，對(duì)設(shè)備防水、耐腐蝕性要求。

關(guān)鍵部位隱蔽： 如門軸、連接鉸鏈、承重梁等關(guān)鍵受力點(diǎn)的損傷不易被肉眼察覺。

需長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行： 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需能7x24小時(shí)不間斷工作，提供可靠數(shù)據(jù)。

對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)需求可歸結(jié)為三點(diǎn)：感知結(jié)構(gòu)應(yīng)力、監(jiān)控振動(dòng)狀態(tài)、評(píng)估運(yùn)行環(huán)境。

二、 精準(zhǔn)感知：多維度傳感器解決方案

針對(duì)上述需求，我們可以構(gòu)建一個(gè)由多種傳感器組成的綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

1. 結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)：F5601壓電式應(yīng)變傳感器

船閘人字門在啟閉及擋水時(shí)，門體及門軸會(huì)承受巨大的彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。F5601壓電式應(yīng)變傳感器是監(jiān)測(cè)這種交變應(yīng)力的理想選擇。

應(yīng)用點(diǎn)： 直接安裝在門體關(guān)鍵承重梁、門軸底座、啟閉機(jī)連桿等部位。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

高剛度與靈敏度： 能準(zhǔn)確捕捉微小的動(dòng)態(tài)應(yīng)變變化，反映結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。

堅(jiān)固耐用： 不銹鋼外殼和灌膠密封使其能耐受船閘環(huán)境的振動(dòng)和濕氣。

即插即用： 內(nèi)置信號(hào)調(diào)理器，簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成，便于快速部署。

監(jiān)測(cè)價(jià)值： 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力水平，防止超載；通過分析應(yīng)力譜，評(píng)估結(jié)構(gòu)疲勞壽命，預(yù)警潛在的裂紋萌生風(fēng)險(xiǎn)。其單螺釘安裝和通孔設(shè)計(jì)也使其在現(xiàn)場(chǎng)安裝非常便捷，但需注意遵循文檔中強(qiáng)調(diào)的適當(dāng)預(yù)緊力，以確保測(cè)量準(zhǔn)確性。

2. 振動(dòng)與沖擊監(jiān)測(cè)：316AM1耐壓防水型加速度傳感器

啟閉機(jī)、電機(jī)、齒輪箱等機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可以通過振動(dòng)特性來反映。316AM1加速度傳感器專為惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)，是振動(dòng)監(jiān)測(cè)的核心。

應(yīng)用點(diǎn)： 安裝在啟閉機(jī)軸承座、減速箱殼體、電機(jī)底座等位置，監(jiān)測(cè)其振動(dòng)加速度。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

的防水耐腐蝕性： IP68防護(hù)等級(jí)和316L不銹鋼激光焊接密封外殼，使其無懼船閘的高濕度、水濺甚至短期浸泡環(huán)境，非常適合閘室兩側(cè)的安裝位置。

寬頻帶響應(yīng)： 能夠捕捉從低頻（可至0.1Hz）到高頻（可達(dá)13kHz）的振動(dòng)信號(hào)，既能監(jiān)測(cè)設(shè)備的不平衡、不對(duì)中等低頻故障，也能診斷軸承損傷、齒輪嚙合等高頻問題。

強(qiáng)大的抗沖擊能力： 可承受5000g的沖擊，有效防止設(shè)備意外過載對(duì)傳感器造成的損壞。

監(jiān)測(cè)價(jià)值： 實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)預(yù)警與故障診斷。通過分析振動(dòng)頻率和幅值的變化，可早期發(fā)現(xiàn)軸承磨損、齒輪斷齒、部件松動(dòng)等故障，變被動(dòng)維修為主動(dòng)預(yù)測(cè)性維護(hù)，避免因設(shè)備突然停機(jī)導(dǎo)致航運(yùn)中斷。

3. 潤(rùn)滑與液壓系統(tǒng)監(jiān)測(cè)：DVDsen300多參量油品傳感器

船閘的液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)和各類機(jī)械軸承的潤(rùn)滑狀況直接關(guān)系到設(shè)備壽命。DVDsen300傳感器能在線監(jiān)測(cè)油液的健康狀態(tài)。

應(yīng)用點(diǎn)： 安裝在液壓站油箱或關(guān)鍵軸承的潤(rùn)滑回路中。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

多參數(shù)同步測(cè)量： 同時(shí)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油的粘度、密度、介電常數(shù)和溫度。粘度變化反映油品劣化或污染；介電常數(shù)變化可間接判斷油中水分含量和添加劑損耗。

數(shù)字輸出： 提供RS485 Modbus接口，易于接入工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。

堅(jiān)固設(shè)計(jì)： 316L不銹鋼外殼，G3/4"機(jī)械接口，能承受管道壓力。

監(jiān)測(cè)價(jià)值： 實(shí)時(shí)掌握潤(rùn)滑油品質(zhì)，科學(xué)制定換油周期，避免因油液失效導(dǎo)致的設(shè)備磨損。同時(shí)，油液異常（如水分增加）也可能是結(jié)構(gòu)密封失效的間接指示。

三、 系統(tǒng)集成與展望

將上述傳感器數(shù)據(jù)通過信號(hào)調(diào)理器（如IN-03）和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（如IN-3062）進(jìn)行集中采集，并上傳至監(jiān)控中心軟件平臺(tái)，即可構(gòu)建一套完整的船閘金屬結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。平臺(tái)通過大數(shù)據(jù)分析、趨勢(shì)預(yù)測(cè)和智能報(bào)警，為管理人員提供決策支持，實(shí)現(xiàn)：

安全預(yù)警： 對(duì)結(jié)構(gòu)超應(yīng)力、設(shè)備異常振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。

預(yù)測(cè)性維護(hù)： 基于設(shè)備狀態(tài)和油品數(shù)據(jù)，科學(xué)安排檢修計(jì)劃，減少非計(jì)劃停機(jī)。

壽命評(píng)估： 積累長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為船閘結(jié)構(gòu)的全生命周期管理提供科學(xué)依據(jù)。

數(shù)字化運(yùn)維： 提升船閘運(yùn)維管理的智能化、精細(xì)化水平。

在“智慧航道"建設(shè)的大背景下，利用的傳感器技術(shù)對(duì)船閘金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，已從“可選"變?yōu)椤氨剡x"。森瑟科技提供的從應(yīng)力、振動(dòng)到油液分析的傳感器解決方案，以其高可靠性、環(huán)境適應(yīng)性和易用性，為保障船閘長(zhǎng)期安全、高效運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，是構(gòu)筑現(xiàn)代內(nèi)河航運(yùn)安全防線的關(guān)鍵一環(huán)。