T∕CWEA 37-2026 水工金属结构状态在线监测技术导则

CS91.080.10CCSP26团体标准T/CWEA372026水工金属结构状态在线监测技术导则Technicalguidelineforonlineconditionmonitoringofhydraulicsteelstructures2026-05-09发布2026-08-09实施中国水利工程协会发布前言根据中国水利工程协会标准制修订工作安排,按照SL/T12024《水利技术标准编写规程》的要求,编制本标准。本标准共7章和3个附录,主要技术内容有: 基本规定; 监测内容; 监测系统; 安装与验收; 运行与维护。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别专利的责任。本标准为首次发布。本标准批准部门:中国水利工程协会本标准主编单位:水利部水工金属结构质量检验测试中心本标准参编单位:中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司广西平陆运河建设有限公司中国南水北调集团中线有限公司黄河水利水电开发集团有限公司中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司中水淮河规划设计研究有限公司南京市水利规划设计院股份有限公司四川省交通勘察设计研究院有限公司中交第四航务工程局有限公司巴中市江家口水库建设管理中心陕西省东庄水利枢纽工程建设有限责任公司本标准主要起草人:方超群吴德新原国智魏远明 学兔兔提供下载王鹏飞邱大林余代广程堂华林卫荣毋新房曹恒高培中杨耳谆潘登科冯学刚杨保强封小勇耿红磊蒙拓王迟陈照王梦胡银曹亚超本标准审查会议技术负责人:乔世珊吴伯健梅锦煜倪伟新曹景华陈智海李名星本标准体例格式审查人:郑寓本标准内部编号:T/CWEA:E372026本标准在执行过程中,请各单位注意总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈给中国水利工程协会(通信地址:北京市西城区南滨河路27号贵都国际中心B座1116室;邮政编码:100o55;电话:01063462810;电子邮箱:kefabu@cweun.org;网址:https://ttb.cweun.org/)。1总则 12术语 23基本规定 34监测内容 44.1一般规定 4 44.3启闭机 74.4压力钢管 94.5清污机 105监测系统 5.1一般规定 115.2前端感知 115.3边缘计算 115.4网络通信 125.5上位机 125.6数据管理 126安装与验收 6.1一般规定 146.2安装及调试 l46.3验收 157运行与维护 7.1运行 177.2维护 17附录A水工金属结构状态在线监测参数及监测方法 附录B传感器的主要性能指标 学兔兔提供下载附录C监测系统主要监测参数报警阈值设定 标准用词说明 条文说明 总则1.0.1为规范水工金属结构状态在线监测技术要求,制定本标准。1.0.2本标准适用于水利水电工程水工金属结构闸门、启闭机、压力钢管和清污机的状态在线监测。1.0.3水工金属结构状态在线监测应安全可靠、技术先进、经济合理、绿色健康、环保节能。1.0.4水工金属结构状态在线监测宜融合传统技术与新技术,并采用先进信息技术手段,适应数字孪生水利工程建设管理需要。1.0.5本标准主要引用下列标准:GB/T28264起重机械安全监控管理系统SL41水利水电工程启闭机设计规范SL74水利水电工程钢闸门设计规范SL/T281水利水电工程压力钢管设计规范SL/T812.1水利监测数据传输规约第1部分:总则SL/T855数字孪生水利工程建设技术导则1.0.6水工金属结构状态在线监测除应符合本标准规定外,还应符合国家现行有关标准的规定。学兔兔提供下载2术语2.0.1水工金属结构状态在线监测。nlineconditionmonito-ringofhydraulicsteelstructures在水工金属结构运行过程中,通过传感器实时采集设备状态和工况数据,经数据处理、特征提取、智能分析,实时评估设备健康状态、识别异常与故障并及时预警的技术活动。2.0.2监测系统monitoringsystem由前端感知单元、边缘计算单元、网络通信单元、上位机单元和数据管理单元等组成,对水工金属结构的状态参数和工况参数进行实时采集、传输、处理、分析、存储、预警与展示,并具备状态评估、故障诊断、辅助决策功能的集成系统。2.0.3数字模型digitalmodel根据物理模型构造的可用于信息数据分配和计算机识别的对象。2.0.4数据汇集dataaggregation对监测数据进行标准化、格式化处理后,实现集中整合、可靠传输并归集至监测系统软件应用平台的过程。23基本规定3.0.1水工金属结构状态在线监测应根据设备结构特征和工况需求进行设计,并满足设备安全运行要求。3.0.2监测系统应具备数据采集、数据传输、数据存储、数据分析、报告生成及异常状态报警等功能。3.0.3监测系统硬件设备应满足水利水电工程工作和环境条件要求,并具备相应的防水、防潮、防晒、防雷、防电磁干扰等性能。3.0.4监测系统应具备独立运行能力,并可与工程信息化基础设施相衔接。3.0.5已采用数字孪生的工程,水工金属结构状态在线监测参数、测点位置及数量、监测频次等宜与数字孪生工程要求相协调,并应满足SL/T855的相关要求。3.0.6监测系统应采用安全可靠的技术、产品和服务。数据采集、传输、存储和分析应符合国家信息安全的相关要求。3.0.7状态在线监测采用的方案、方法、测点布置等对监测对象不应产生损害,且不应影响监测对象的正常使用。3.0.8新建工程宜设置水工金属结构状态在线监测系统,已建工程改、扩建时宜增补设置水工金属结构状态在线监测系统。 学兔兔提供下载44.1一般规定4.1.1水工金属结构状态在线监测应根据设备结构形式、性能特点、运行工况、运行方式以及结构计算和分析结果确定监测参数。水工金属结构状态在线监测参数及监测方法应符合附录A的规定。4.1.2监测系统传感器的布设位置应具有代表性。结构或工况复杂的监测对象,监测位置和数量可按SL41、SL74和SL/T281对其主要结构进行计算分析后确定。4.1.3工况恶劣、维护难度大的监测对象,传感器宜进行适当的冗余布置。4.2.1平面闸门状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.2.1的规定。表4.2.1平面闸门状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器主横梁、边梁、面板以及吊耳等部位2振动加速度传感器主梁、边梁等部位3挠度挠度监测传感器主梁后翼板水平中心线处4姿态倾角传感器上、下主梁腹板5压力脉动压力脉动传感器闸门底部迎水面6闸门开度开度监测传感器闸门门槽内或闸门门叶上7充水阀开度开度监测传感器闸门门槽内或充水阀上5续表4.2.1序号监测参数传感器类型传感器布设位置8滚轮转动转动监测传感器滚轮内侧非踏面处9腐蚀状态金属腐蚀速率监测传感器、阴极保护电位传感器闸门底部梁格10泥位超声波泥位传感器闸门前适当位置4.2.2弧形闸门状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.2.2的规定。表4.2.2弧形闸门状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器主横梁、边梁、面板、支臂以及吊耳等部位2振动加速度传感器主梁、边梁、支臂等部位3挠度挠度监测传感器主梁后翼板水平中心线处4姿态倾角传感器上、下主梁腹板5压力脉动压力脉动传感器闸门底部迎水面6活性缺陷声发射传感器铰座、铰链、轴套上7螺栓应力螺栓应力传感器闸门的拼接螺栓上8闸门开度开度监测传感器闸门门槽内或闸门门叶上9旋转位移转动传感器支铰轴端面处10腐蚀状态金属腐蚀速率监测传感器、阴极保护电位传感器闸门底部梁格11泥位超声波泥位传感器闸门前适当位置4.2.3人字闸门状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.2.3的规定。学兔兔提供下载表4.2.3人字闸门状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器主横梁、面板、背拉杆、顶枢拉杆、门轴柱、斜接柱等部位2振动加速度传感器主梁、门轴柱、斜接柱等部位3挠度挠度监测传感器主梁后翼板水平中心线处4姿态倾角传感器上主梁腹板5压力脉动压力脉动传感器闸门底部迎水面6活性缺陷声发射传感器闸门底枢和顶枢不干涉运行的部位7闸门开度开度监测传感器闸门顶枢处8腐蚀状态金属腐蚀速率监测传感器、阴极保护电位传感器闸门底部梁格9泥位超声波泥位传感器闸门前适当位置4.2.4拦污栅状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.2.4的规定。表4.2.4拦污栅状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器横梁、边梁等部位2振动加速度传感器横梁、边梁等部位3姿态倾角传感器横梁4压力脉动压力脉动传感器拦污栅迎水面5泥位超声波泥位传感器拦污栅前适当位置4.2.5除平面闸门、弧形闸门和人字闸门外,其他型式的闸门开展状态在线监测,主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置可参照4.2.1条、4.2.2条或4.2.3条的规定执行。4.3.1固定卷扬式启闭机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.3.1的规定。表4.3.1固定卷扬式启闭机状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器机架承重梁、定滑轮支座梁、卷筒支座梁2振动加速度传感器电动机端盖、减速器支座、卷筒轴承座、机架等部位3挠度挠度监测传感器定滑轮支座梁、卷筒支座梁4活性缺陷声发射传感器减速器支座、卷筒轴承座5转速转速传感器电动机输出轴联轴器6同步轴扭矩同步轴扭矩监测传感器同步轴7制动器状态压力、温度传感器制动器摩擦片销轴上8制动器温度温度传感器制动片9卷筒轴向审动位移位移传感器卷筒端部10钢丝绳断丝钢丝绳损伤监测传感器钢丝绳11噪声噪声传感器减速器附近4.3.2液压式启闭机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.3.2的规定。表4.3.2液压式启闭机状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器活塞杆吊头、油缸结构外侧、机架主受力梁部位等学兔兔提供下载续表4.3.2序号监测参数传感器类型传感器布设位置2振动加速度传感器活塞杆吊头、油缸结构外侧、下端盖、机架主受力梁部位;电动机端盖、油泵外壳等部位3压力压力传感器主系统油路、有杆腔、无杆腔等部位4转速转速传感器电动机输出轴部位5活性缺陷声发射传感器活塞杆吊头轴端、机架支铰轴端6阀芯位置阀芯位置监测传感器用于控制启闭门动作、控制系统建压、控制系统压力切换、用于旁路泄压的电磁换向阀和用于重要油路控制的液控单向阀等部位7油液品质水分传感器、油液颗粒度传感器取油口布设在油箱底部8噪声噪声传感器液压泵站附近4.3.3移动式启闭机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.3.3的规定。表4.3.3移动式启闭机状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器门架支腿、主梁跨中部位、主梁与门腿交接位置等2振动加速度传感器行走机构布置在主梁跨中部位、主梁与门腿交接位置等部位,起升机构布置在电动机端盖、减速器支座、卷筒轴承座、机架等部位3挠度挠度监测传感器主梁下翼缘跨中部位续表4.3.3序号监测参数传感器类型传感器布设位置4活性缺陷声发射传感器减速器支座、卷筒轴承座5转速转速传感器电动机输出轴联轴器附近,传感器与电动机输出轴之间应留有一定间隙,且不能影响电动机的正常运行6同步轴扭矩同步轴扭矩监测传感器同步轴7制动器状态压力、温度传感器制动器摩擦片销轴上8卷筒轴向审动位移位移传感器卷筒端部9钢丝绳断丝钢丝绳损伤监测传感器钢丝绳4.3.4纳入特种设备管理的移动式启闭机,监测系统应与GB/T28264规定的安全监控管理系统相协调。4.4压力钢管4.4.1明管段状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.4.1的规定。表4.4.1明管段状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器压力钢管两支撑支墩或镇墩的跨中部位,并分别在管壁外侧的底部、顶部和腰线处布设2振动加速度传感器压力钢管两支撑支墩或镇墩的跨中部位,并分别在管壁外侧的腰线处布设3沉降位移传感器明管段跨中部位4温度温度传感器进水口和压力钢管外壁4.4.2地下埋管、坝内埋管和回填管状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.4.2的规定。学兔兔提供下载表4.4.2地下埋管、坝内埋管和回填管状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器压力钢管外壁底部、顶部和腰线处2振动加速度传感器压力钢管外壁外侧的腰线处3温度温度传感器进水口和压力钢管外壁4.5清污机4.5.1回转式清污机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.5.1的规定。表4.5.1回转式清污机状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器清污机的跨中部位2流速流速监测传感器清污机所处水域3污物污物识别传感器清污机前方或侧前方,可视范围应覆盖整个闸前水域4.5.2移动式清污机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置应符合表4.5.2的规定。表4.5.2移动式清污机状态在线监测参数、传感器类型及传感器布设位置序号监测参数传感器类型传感器布设位置1应力应变传感器主要受力构件2振动加速度传感器主要受力构件及关键连接部位3污物污物识别传感器清污机前方或侧前方,可视范围应覆盖整个闸前水域5监测系统5.1一般规定5.1.1监测系统硬件应包括前端感知、边缘计算、网络通信和上位机等单元,监测系统软件应包括数据前处理、数据管理、数据分析等模块。5.1.2根据监测对象的数量、结构形式、运行工况及性能特点,监测系统硬件应能根据需要进行扩展或调整。5.1.3监测系统软件应由分布在各硬件中的软件和系统功能软件共同组成。前端感知和边缘计算软件应具备数据采集、过滤和预处理能力。系统功能软件应具备数据收集、传输、存储、分析、可视化、报告生成及预警预报能力。5.2前端感知5.2.1监测系统的前端感知应包括传感器和数据采集设备。5.2.2传感器的主要性能指标应符合附录B的规定。5.2.3室内安装的传感器,防护等级不应低于IP67。闸门上、洞室内、水下或露天安装的传感器,防护等级不应低于IP68。水下使用的传感器应能耐受所在测点最高水头1.2倍的水压。5.2.4传感器外壳应采用耐腐蚀、抗老化的材料制作,传感器设计使用寿命不应小于10年。5.2.5数据采集设备应具有自诊断、温度自补偿和抗干扰功能。5.3边缘计算5.3.1监测系统的边缘计算单元应由具有逻辑运算能力的高性能控制器实现,宜集成在传感器或数据采集设备内,并具备滤波、特征提取、初步运算和数据序列化等功能。5.3.2边缘计算单元应满足实时数据缓存要求,数据缓存深度学兔兔提供下载不应小于30s。5.3.3边缘计算单元应通过以太网或现场总线进行通信,并支持MQTT、MODBUS、CAN等通信协议,数据传输规约应符合SL/T812.1的规定。5.4网络通信5.4.1监测系统应明确网络通信方式、通信协议及数据格式,并按通信协议进行数据格式转换。5.4.2网络通信过程中应逐条对数据的完整性进行校验。数据错误时,应能够重新请求和发送数据。5.4.3信息安全有特殊要求的工程应使用有线网络,数据传输时应采用加密手段。5.4.4网络通信单元应具备自诊断功能,出现网络故障时,应自动尝试修复,无法修复时应自动报警。5.4.5状态在线监测系统宜在局域网内运行,对外通信时,宜通过上位机单节点通信。5.5上位机5.5.1监测系统上位机单元应选择符合信创要求的服务器、操作系统和数据库管理系统。5.5.2服务器应配置硬件防火墙,限制对关键服务和端口的访问,保护系统免受外部攻击。5.5.3上位机单元应具有数据可视化和监测报告输出功能。5.5.4状态在线监测系统发现异常状态并报警时,应实时通知运行人员。异常状态报警信息可作为设备运维的决策依据,不应直接作用于设备控制。5.6数据管理5.6.1监测系统数据汇集应符合下列规定:1具备面向结构化和非结构化多源数据自动读取、属性对齐、自动入库功能。2具备自动校验、空值处理、重复数据清洗、标准格式转换功能。3具备自动抓取、接收第三方数据功能,支持人工复核与修正。4具备离线数据批量汇集功能。5.6.2监测系统数据应分级存储,并符合下列规定:1应能存储至少72个月的特征数据。2应具备数据检索、数据回放和数据下载功能。3应具备多级权限认证功能,用户仅能在授权范围内访问数据。4应自动储存所有报警事件。5.6.3监测系统数据发布应符合下列规定:1监测报告应包含监测期内设备状态在线监测的完整数据,并对数据进行分析。2数据可视化宜采用三维数字模型的形式进行展示。5.6.4状态在线监测系统应设定自动数据备份策略,定期备份数据。 学兔兔提供下载6.1一般规定6.1.1监测系统宜在水工金属结构设备安装时同步进行安装调试。与设备零部件有装配关系的传感器宜在设备出厂前安装。6.1.2监测系统传感器、通信线缆、上位机等硬件安装应符合设计要求。6.1.3监测系统宜与水工金属结构设备安装工程同步验收。6.2安装及调试6.2.1传感器安装应符合下列规定:1安装位置应符合设计要求和传感器安装技术要求。2安装表面应平整,无焊疤、凹坑、变形等表面缺陷。3传感器安装不应破坏监测对象的完整性,不应影响监测对象的正常运行。4传感器应安装牢固,宜采用焊接、螺栓连接、胶接、强磁吸等方式。6.2.2线缆敷设与防护应符合下列规定:1线缆敷设应根据监测对象的结构形式布置,并应满足平、齐、直的外观要求。2线缆的折弯半径应大于线缆直径的12倍。3线缆应固定牢固,并采用耐腐蚀、抗老化的套管或护罩进行防护。有收放要求的线缆宜采用内置钢丝绳的专用线缆,并配备线缆收放装置。4信号线的连接应采取锡焊连接,并采取绝缘、密封、防水等措施。6.2.3上位机单元应安装在室内。上位机屏柜可采用柜式或箱式,外形尺寸和颜色应与现场其他设备保持协调统一。14 14156.2.4监测系统电气设备应与工程接地网可靠连接。6.2.5监测系统安装后应对传感器安装部位及其他表面损伤部位重新进行防腐。6.2.6监测系统安装完成后,应进行联机调试工作。6.2.7监测系统应进行整体通电测试,系统各工作单元应无短路、断路、通信中断等异常。6.2.8监测系统应对各监测传感器进行零点标定,监测参数初始值应准确、稳定、无漂移。6.2.9监测系统应按设计要求设置采样频率,调试后数据采集应连续、完整。6.2.10监测系统应完成数据显示、解析、报警阈值等功能调试,界面显示应与现场物理量一致。6.2.11监测系统应进行报警调试,当监测参数超限时,系统应及时预警或报警。6.3验收6.3.1监测系统验收应具备下列资料:1设计图纸。2系统运行维护及使用说明书。3主要零部件质量证书。4安装及调试报告。6.3.2监测系统验收应开展下列工作:1通过现场检查查验传感器的类型和数量。2通过查阅质量证书等文件查验传感器的防护等级。3通过现场巡查检查硬件设备的安装质量。4通过试验验证的方式查验系统各项功能。6.3.3监测系统满足下列基本要求,可进行验收:1传感器的类型和数量符合设计。2传感器的防护等级符合5.2.3条的规定。3传感器安装位置符合设计,连接方式牢固,采用熔接方学兔兔提供下载式进行电气连接;各种线缆走线合理且有牢固的防护措施;其他硬件设备布置合理,安放牢固,便于使用。4系统各项功能符合设计要求,试运行正常。7运行与维护7.1运行7.1.1水工金属结构状态在线监测数据信息和异常状态报警信息应实时显示于系统显示屏。监测参数发生报警情况时,系统应能自动向指定移动设备发送报警信息。7.1.2监测系统主要监测参数报警阈值设定应符合附录C的规定。未设定报警阈值的监测参数,监测数据出现突变时应报警。7.1.3系统边缘计算单元和上位机单元时钟应按同一时间标准同步。7.1.4运维人员应实时巡查监测系统数据采集的连续性和完整性。7.2维护7.2.1监测系统应建立运行维护制度,保证系统持续稳定运行。7.2.2运维人员应对监测系统发出的报警信息及时采取处理措施。7.2.3监测系统出现故障时,应及时维护或检修,并留存维护和检修记录。7.2.4监测系统在汛前应进行维护。监测系统在工程遭遇不可抗拒的自然灾害后应及时进行维护。学兔兔提供下载附录A水工金属结构状态在线监测参数及监测方法表A水工金属结构状态在线监测参数及监测方法序号监测参数监测方法应力通过设置应变传感器监测金属结构设备的静应力、动应力或预紧力等振动通过设置加速度传感器监测金属结构设备的振动特性3挠度通过设置挠度传感器或位移传感器监测主要受力构件的挠度变化或主要构件的变形信息4姿态通过设置倾角传感器或位移传感器监测结构的姿态信息压力脉动通过设置压力脉动传感器监测闸门过流工况下的压力脉动信息活性缺陷通过设置声发射传感器监测设备在运行时受力部件的缺陷扩展信息螺栓应力通过设置螺栓应力监测传感器监测螺栓在使用过程中的应力变化信息闸门开度通过设置开度监测传感器监测闸门的实时开度信息充水阀开度通过设置开度监测传感器监测充水阀的实时开度信息腐蚀状态通过设置金属腐蚀速率监测传感器或阴极保护电位传感器监测构件腐蚀信息转动通过设置转动监测传感器或位移传感器监测滚轮、支铰轴等部位的转动信息12转速通过设置转速监测传感器监测电机、传动轴等转动部件的转动速度13压力通过设置压力传感器监测承压部件的压力值或液体压力信息14同步轴扭矩通过设置扭矩传感器监测同步轴的扭矩信息续表A序号监测参数监测方法15位移通过设置位移传感器监测卷筒、制动盘等旋转部件的轴向位移信息16钢丝绳损伤通过设置钢丝绳损伤监测传感器监测钢丝绳磨损、断丝、缩径等信息17油液品质通过设置油品颗粒度传感器和水分含量传感器监测液压油的品质信息18制动器状态通过设置压力传感器、温度传感器、磨损量传感器、位置传感器和制动时间传感器,监测制动力矩、摩擦片温度、磨损量和制动时间等信息19阀芯位置通过液压阀内置的阀芯位置传感器的信号获取阀芯实时的位置信息20噪声通过设置噪声传感器监测设备在运行时的噪声信息21泥位通过设置泥位监测传感器监测闸门门前等部位的水下淤积信息22污物识别通过设置污物识别传感器监测清污机门前污物信息学兔兔提供下载20附录B传感器的主要性能指标表B传感器的主要性能指标序号传感器类型性能指标应变传感器额定电阻120Ω,敏感栅长度3mm12mm,量程不小于±3000UE,适用温度范围20℃~80℃,采样精度不低于16位加速度传感器安全过载不低于100g,频率响应范围0.1KHz2KHz,量程不小于±5g,适用温度范围20℃~80℃,采样精度不低于16位,具有硬件抗混滤波或数字滤波功能3倾角传感器测量范围不小于±90',应包含XY双测量轴,分辨力不低于0.005",适用温度范围20℃~80℃4声发射传感器带宽范围宜为0.05KHz~200KHz,灵敏度不小于80dB,适用温度范围20℃~80℃,采样精度不低于12位,采样率不低于1Mbps位移传感器激光位移传感器的分辨力不低于0.1mm,适用温度范围10℃~45℃;电涡流位移传感器探头直径5mm50mm,分辨力不低于0.1mm,适用温度范围20℃~80℃,采样精度不低于12位转动监测传感器转动角度分辨力不低于30",适用温度范围20℃~80℃压力传感器精度不低于土1%FS,适用温度范围20℃~80℃,采样精度不低于12位挠度监测传感器量程不小于80mm,分辨力不低于0.2mm,适用温度范围20℃~80℃开度监测传感器分辨力不低于2mm,适用温度范围20℃~80℃,有效感应距离不小于10mm压力脉动传感器频率响应范围0Hz~2000Hz,精度不低于士1%FS,适用温度范围20℃~80℃,采样精度不低于12位,采样速度不低于100KHz续表B序号传感器类型性能指标螺栓应力传感器应变法螺栓应力传感器监测误差不大于1%,中心开孔直径不大于2mm,螺栓直径6mm10omm,适用温度范围20℃~80℃;超声波法螺栓应力传感器监测误差不大于5%,超声波频率不低于2.5MHz,螺栓直径8mm10omm,声时分辨力10ns,适用温度范围20℃~80℃12超声波泥位传感器超声波频率50KHz500KHz,量程不低于20m,距离分辨力不低于10mm,适用温度范围20℃~80℃13转速传感器检测距离不小于0.5m,响应时间不大于0.5ms,适用温度范围20℃~80℃14噪声传感器测量范围30dB(A)~130dB(A),准确度土1.5dB,频率响应35Hz~8000Hz,适用温度范围20℃~50℃15钢丝绳损伤监测传感器传感器与钢丝绳的相对速度不大于8m/s,传感器导套与钢丝绳间隙不大于10mm,断丝监测准确率不小于90%,适用温度范围20℃~80℃油品水分含量传感器含水量分辨力1ppm,水活性分辨力0.001aw,适用温度范围0℃~80℃油液颗粒度传感器具备4pm、6um、14um颗粒浓度检测,计数准确性不低于±10%,体积精度不低于3%,适用温度范围0℃~80℃金属腐蚀速率监测传感器单次采样时间不大于60s,适用温度范围10℃~80℃,采样精度不低于24位,硬件抗混滤波。阵列电极型金属腐蚀速率监测传感器的电流测量范围士15mA,电流分辨力不低于10PA;三电极型金属腐蚀速率监测型传感器的电压测量范围士2V,电压分辨力1uV,电流测量范围±15mA,电流分辨力不低于10PA阴极保护电位传感器电极电位采集量程2000mv~2000mv,测量精度1%,分辨率1mv,适用温度范围20℃~50℃20同步轴扭矩传感器精度不低于士1%FS,适用温度范围20℃~80℃,采样精度不低于12位 学兔兔提供下载22续表B序号传感器类型性能指标21污物识别摄像机分辨率不低于1280X1024,速度不低于30fps,信噪比不低于40dB,具有UVC通信能力,具备软件编辑环境,具有AI运算能力,使用温度范围20℃~80℃附录C监测系统主要监测参数报警阈值设定表C监测系统主要监测参数报警阈值设定序号监测参数报警阈值设定1应力预警值为设计计算应力值,报警值为材料容许应力值的90%2姿态预警值为计算允许倾角值的90%,报警值为计算允许倾角值的100%3挠度预警值为计算最大挠度值,报警值为标准规定最大挠度值的90%4螺栓载荷预警值为设计计算的螺栓最大载荷值,报警值为标准规定允许最大载荷值的90%5启闭机行程下行时预警值在超过启闭机工作位下极限的10mm50mm选定,上行时预警值在接近启闭机上极限的50mm100mm选定6压力预警值为计算最大值,不设置报警值7油液污染度预警值为/17/14,报警值为/18/158噪声预警值为85dB(A),不设置报警阈值 学兔兔提供下载24标准用词说明标准用词严格程度必须很严格,非这样做不可严禁应严格,在正常情况下均应这样做不应宜允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做不宜可有选择,在一定条件下可以这样做团体标准水工金属结构状态在线监测技术导则T/CWEA37—2026条文说明学兔兔提供下载1总则 273基本规定 4监测内容 4.1一般规定 314.2闸门 314.3启闭机 314.4压力钢管 324.5清污机 325监测系统 5.1一般规定 335.2前端感知 345.3边缘计算 345.4网络通信 355.5上位机 355.6数据管理 366安装与验收 6.1一般规定 376.2安装及调试 376.3验收 377运行与维护 7.1运行 387.2维护 38261总则1.0.1本标准的制定旨在为水利水电工程水工金属结构状态在线监测提供统一、规范的技术要求。水利水电工程水工金属结构是水利水电工程的重要组成部分,其运行状态直接关系到水利水电工程的安全稳定运行。随着水利水电工程规模的不断扩大和设备运行年限的增加,水利水电工程水工金属结构面临着各种复杂的工况和潜在的安全风险。传统的人工巡检和定期检测方式难以实时全面地掌握水工金属结构的运行状态,存在监测不及时、数据不全面等问题。因此,建立一套高效、准确、可靠的水利水电工程水工金属结构状态在线监测系统是十分必要的,它能够实时监测设备的运行参数和状态变化,及时发现潜在的安全隐患,为水利水电工程的科学管理和安全运行提供有力的技术支撑。然而,在实际监测工作中,由于缺乏统一的技术标准,不同工程所采用的监测方法、监测指标、数据处理方式以及监测系统的性能要求等方面存在较大差异,导致监测结果的准确性、可靠性和可比性难以保证,无法充分发挥状态在线监测的作用。因此,制定本标准具有重要的现实意义。通过明确水利水电工程水工金属结构状态在线监测的技术要求,能够规范监测工作流程,提高监测技术水平,确保监测数据的质量,为水利水电工程水工金属结构的安全运行提供有力保障。1.0.2本标准全面且系统地对水利水电工程水工金属结构状态在线监测相关事宜做出规定,适用于水利水电工程水工金属结构状态在线监测系统的设计、制造、安装、验收及运行维护全过程,贯穿从系统规划到实际运行的各个阶段。1.0.3在水利水电工程水工金属结构状态在线监测中,技术路线实现安全性、可靠性和经济性的协调统一至关重要。水利水电工程水工金属结构的运行状况直接关系到水利水电 学兔兔提供下载28工程的安全。通过合理布置传感器,对设备关键部位的相关参数进行实时监测,确保能够精准捕捉设备可能出现的安全隐患,一旦出现异常立即预警,为工程安全运行提供坚实保障。水利水电工程水工金属结构状态在线监测系统需稳定运行,保证数据持续、可靠传输与处理,为设备状态评估提供可靠依据,避免因数据错误导致对设备状态误判。在满足安全性和可靠性要求的前提下,通过合理选择监测设备、优化监测方案等措施,在保证监测效果的同时,减少工程建设和运行成本。在满足"安全可靠、技术先进、经济合理、绿色健康、环保节能"的总体原则基础上,同时要求与工程的重要性、复杂性、投入成本及地区发展水平相适应。其核心在于避免"过度设计"或"设计不足",确保系统既具备前瞻性又符合实际需求。1.0.4监测系统的性能需围绕融合传统技术与新技术两大技术目标展开:在仪器设备层面,传感器需满足监测精度要求,确保采集数据真实可靠;在基础设施层面,通信网络(如4G/5G、光纤)需保障数据实时传输,供电系统(含备用电源、不间断电源)需满足连续运行需求,存储设备需适配多源异构数据(结构化监测数据、非结构化影像数据)的长期存储;在软件平台层面,数据处理模块须具备高效治理融合能力(如粗差剔除、数据补全),分析预警模块需支持实时诊断与分级预警,且软硬件需符合国家信创体系标准与数字孪生工程接口要求,确保能与数字孪生平台实现数据同源、模型互通,既满足大坝日常安全分析(如性态趋势研判、异常识别)的时效性需求,也为数字孪生工程的虚实交互、仿真预演提供稳定的技术支撑,实现"监测分析预警孪生应用"的闭环衔接。293基本规定3.0.1水工金属结构状态在线监测开展监测系统设计时,充分考虑监测对象的结构特征、设计参数、施工条件及运行工况,在设计过程中前瞻性地把握系统的硬件和软件的设计。例如,在硬件层面,系统需预留标准化接口和冗余空间,便于新增或更换高精度传感器、通信模块等设备,满足监测数据精度提升与监测范围拓展的需求,当后期增设传感器或加密监测点时,可快速实现硬件接入与协同工作。系统软件层面,采用模块化架构与开放式协议,能够无缝兼容新的操作系统、数据库升级,或集成先进的数据处理算法,确保底层运行环境始终保持高效稳定;应用软件则需具备灵活的功能插件机制,支持定制化开发与模块扩展。业务逻辑层面,可扩展性允许系统根据政策法规变化、管理流程调整,快速重构业务规则与数据处理流程,例如在应急响应机制升级时,能够便捷地整合新的预警分级标准与联动处置方案。多层面的可扩展性设计,既降低系统全生命周期成本,又保障其在技术迭代升级和管理需求变化中持续发挥核心效能。3.0.3鉴于水工金属结构运行工况的规定水利水电工程水工金属结构状态在线监测装置并具备相应的防水、防潮、防晒、防雷和防电磁干扰等性能,确保监测装置在不同环境下稳定运行,避免因环境因素影响监测数据准确性和监测装置寿命。3.0.4聚焦水利水电工程安全智能监测系统的互联互通与业务协同要求,提出通过"一站多发"的数据分发、集成调用的技术衔接等方式,破除不同监测管理平台之间的信息壁垒,实现监测数据跨层级、跨部门的实时共享。此举可推动监测数据与安全管理业务深度融合,支撑多主体协同开展水利水电工程安全研判、预警处置等工作。对于实施数字生的工程,水工金属结构状态在线监测参数、测点位置及数量、监测频次等需衔接数字孪生工学兔兔提供下载30程建设需求,确保感知网采集的数据能支撑数字孪生模型的动态映射与仿真计算。3.0.5国家信创体系标准要求平台软硬件采用国产化的芯片、操作系统、数据库、中间件等核心技术,核心目的是保障金属结构监测数据的自主可控和信息安全。国产操作系统与数据库主要包括当前的银河麒麟、统信UOS等国产操作系统及达梦、人大金仓等数据库,通过自主可控的底层架构,从数据存储、访问控制到系统运行全流程保障信息安全。同时,平台软件设计强调人机交互便捷、界面友好,降低专业人员与基层管理者的使用门槛,例如采用图形化、模块化的界面布局,使监测数据、分析结果以直观图表、动态地图等形式呈现,方便快速获取关键信息;运行稳定、便于升级维护则确保平台长期可靠运行,避免因系统迭代影响监测业务连续性。水利水电工程涉及重要基础设施安全,保障数据安全和信息保密至关重要,防止数据泄露和非法访问。涉及工程质量、安全、卫生及环境保护等方面的监测内容,要严格执行其建设标准的强制性条文。3.0.8新建、改扩建、已建的大中型水利水电工程金属结构,其监测对象可以是闸门、启闭机、压力钢管、清污机等任何一种,只要有状态在线监测需求,本标准均适用。314监测内容4.1一般规定4.1.2根据监测对象的结构形式、性能特点、运行方式以及结构计算和分析结果确定监测内容,并对主要监测参数进行了阐述,共计22项。4.1.3根据平面闸门、弧形闸门、人字闸门、液压启闭机、固定卷扬式启闭机、移动式启闭机、压力钢管和清污机等不同的设备特点,结合设计标准分别给出传感器布设原则。由于金属结构设备具有在水下或恶劣环境下工作的特殊性,对于工况恶劣、维护难度大的监测对象,增加1倍数量的冗余布置。4.2.1对平面闸门状态在线监测系统主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出规定。4.2.2对弧形闸门状态在线监测系统主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出规定。4.2.3对人字闸门状态在线监测系统主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出规定。4.2.4对拦污栅状态在线监测系统主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出规定。4.2.5除平面闸门、弧形闸门和人字闸门外,其他型式的闸门例如三角闸门、钢坝闸、液压坝等,按照结构型式参照平面闸门、弧形闸门和人字闸门规定执行。4.3.1对固定卷扬式启闭机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出了规定。学兔兔提供下载4.3.2对液压式启闭机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出了规定。4.3.3对移动式启闭机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出了规定。4.3.4纳入特种设备管理的移动式启闭机,首先按照GB/T28264《起重机械安全监控管理系统》的规定设置安全监控管理系统。如其另外设置了监测系统,监测系统与安全监控管理系统存在交叉的部分的工作内容满足GB/T28264的规定。4.4压力钢管4.4.1对明管段状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出了规定。4.4.2对地下埋管、坝内埋管和回填管状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出了规定。4.5清污机4.5.1对回转式清污机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出了规定。4.5.2对移动式清污机状态在线监测的主要监测参数、传感器类型及传感器布设位置做出了规定。32335监测系统5.1一般规定5.1.1在线监测系统是对水利水电工程金属结构设备状态进行实时监测、智能分析与辅助诊断的系统。系统一般包括数据感知、数据采集与前处理、数据储存及运算、数据可视化、报警和报表生成等功能,有特殊要求或参与数字孪生工程建设时,还可增加状态识别和健康评估等功能。从物理层面上可将在线监测系统分为系统硬件和系统软件。本条款对系统构架模式、硬件组成和软件组成进行了基本规定。5.1.2在线监测系统硬件一般采用分布式开放系统结构,前端感知单元、边缘计算单元、网络及通信单元和上位机单元应各自功能独立且能够有机融合,并可根据工程监测需要进行扩展或调整。5.1.3在线监测系统软件是实现其各项功能的核心,由分布在传感器、数据采集单元、网络传输单元和服务器上的各项应用软件共同组成。传感器、数据采集单元和网络传输单元一般采用嵌入式软件,用于管理硬件和对数据流进行一定的操作。服务器中的各项应用软件一般在操作系统上运行。在传感器上使用的软件应根据传感器的类型和技术参数要求进行开发,在满足采集速度的基础上应具备数据过滤和数据前处理的能力。在数据采集单元上使用的软件应满足各采集通道采集速度和采样精度的要求,并具备数据过滤和数据前处理的能力。在操作系统上运行的应用软件应与服务器的操作系统和硬件具有良好的兼容性。各应用软件或软件内的各项功能应具备完整性和独立性,并相互解耦。学兔兔提供下载5.2前端感知5.2.1前端感知单元包括传感器和数据采集设备,传感器能将感受到的被测量信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,数据采集设备将传感器感知的物理量信息转化为规则的数字量信息,以便数据的传递、储存与交换。5.2.3由于金属结构设备具有在水下或恶劣环境下工作的特殊性,规定了传感器的防护等级。5.2.4智能监测仪器受限于电路板和芯片使用寿命,很难实现50年或100年的使用年限,但是作为长期监测的核心元器件,监测系统的传感器设计寿命不小于10年。5.2.5数据采集设备采用容错设计。5.3边缘计算5.3.1边缘计算单元是边缘计算架构中的一个重要组成部分。它位于网络边缘,靠近数据源或传感器端。主要功能是对原始数据进行初步的处理和转换,以减轻后续数据传输和中心处理单元的负担。边缘计算单元宜集成在传感器或数据采集设备内,由具有