賈 森 杜 鑫 王波翔

河南省特種設(shè)備安全檢測研究院 鄭州 450000

作為機電類特種設(shè)備的重要構(gòu)成，起重機械凡在特種設(shè)備目錄內(nèi)的均需按照相關(guān)法律和安全技術(shù)規(guī)范的要求進行型式試驗、定期檢驗。起重機械的檢驗檢測存在品種豐富、測試項目多等特點，且其經(jīng)常安裝在戶外、工廠廠區(qū)、施工工地等區(qū)域，位置偏遠布置較分散，如何能夠更好地創(chuàng)新服務手段、提高技術(shù)能力、加速數(shù)據(jù)融合和信息化建設(shè)、為特檢工作提質(zhì)增效成為特種設(shè)備檢驗檢測機構(gòu)的研究方向[1]。

移動實驗室、戶外檢測專用車等技術(shù)不斷發(fā)展為這一研究方向提供了思路，其在食品檢測、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、承壓類特種設(shè)備等領(lǐng)域已有諸多應用案例[2-4]，尤其是2020年新冠疫情出現(xiàn)以來，移動核酸檢測車、車載CT等呈爆發(fā)式增長，顯示了移動檢測的優(yōu)勢。移動檢測技術(shù)克服了傳統(tǒng)手段測試周期長、反應速度慢、機動性差等缺陷，成為現(xiàn)有測試技術(shù)的延伸和擴展[5]。本文提出了一種起重機械移動檢測平臺的設(shè)計方案，旨在滿足戶外工作的及時、有效開展，應對日常檢測工作、突發(fā)事件和重大活動保障等需要。

1 移動檢測平臺功能設(shè)計

移動檢測是指在移動或移動后停止狀態(tài)下，進行檢測、校準或科學實驗的活動。目前在國內(nèi)移動檢測主要以檢測車的形式，并得到了快速的發(fā)展和應用，也已基本建立了有關(guān)移動實驗室的標準體系[6]。

起重機械的檢驗檢測不同于食品、衛(wèi)生、醫(yī)療等類別，除了部分零部件能在實驗室內(nèi)進行測試以外，大量的測試項目都在現(xiàn)場起重機械本體上進行。測試儀器以便攜式為主，由工作人員攜帶專用檢測工具箱到現(xiàn)場進行測試。受普通載具運載能力和特性的影響，能攜帶的儀器數(shù)量、大小都有限，一些精密儀器、大中型設(shè)備在長距離運輸時受到震動、碰撞的影響，精度和穩(wěn)定性也難以保障?；谝陨锨闆r，檢測平臺在設(shè)計時需充分考慮起重機械品種豐富且形式多樣、測試項目種類繁多、測試方法各異等特點，以最大程度滿足現(xiàn)場的日常檢驗檢測需要、提高效率、擴展能力覆蓋范圍、優(yōu)化作業(yè)程序為基本原則，對其組成和功能進行了整體規(guī)劃，如圖1所示，將平臺分為車載基礎(chǔ)和業(yè)務測試2個模塊。

圖1 起重機械移動檢測平臺模塊組成和功能示意圖

車載基礎(chǔ)模塊由配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)4部分構(gòu)成，可實現(xiàn)快速、安全地到達各種測試現(xiàn)場，提供完善的作業(yè)條件和良好的辦公環(huán)境，并為業(yè)務測試模塊提供支撐和存儲條件。

業(yè)務測試模塊由測試系統(tǒng)、業(yè)務系統(tǒng)、遠程聯(lián)檢系統(tǒng)3部分構(gòu)成，通過測試資源合理配置、移動辦公軟件整合滿足了型式試驗、定期檢驗以及委托檢驗等的測試需求，實現(xiàn)了現(xiàn)場業(yè)務和測試全流程的一站式服務。

2 整體結(jié)構(gòu)介紹

移動檢測平臺的車載基礎(chǔ)采用輕型客車的成熟車款進行改裝，選用自動變速器、以柴油為動力，符合國Ⅵ排放標準，整車長約5.8 m，既滿足車內(nèi)多套系統(tǒng)承載能力需要又機動輕便，適合市內(nèi)以及長途、偏遠地區(qū)行駛。車載基礎(chǔ)的主要技術(shù)參數(shù)為：外形尺寸（長×寬×高）5 780 mm×1 974 mm×2 590 mm，乘員數(shù)（含駕駛員）4人，接近角/離去角為22.19°/24°，最高車速145 km/h，最大功率103 kW，排氣量2.198 L。

車身內(nèi)部劃分為駕乘區(qū)和工作區(qū)，2區(qū)間設(shè)置隔斷及推拉窗，駕乘區(qū)共有標準座椅3個，未進行其他改造，保證原有的駕乘體驗；工作區(qū)通過合理區(qū)間劃分，實現(xiàn)辦公、業(yè)務、檢測3個功能。整車內(nèi)外的布置如圖2所示。

圖2 整車內(nèi)外的布置示意圖

3 車載基礎(chǔ)模塊設(shè)計

車輛配電系統(tǒng)按照GB 50054—2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》的要求進行設(shè)計，配備外接市電、便攜式柴油發(fā)電機和UPS 3種供電方式，配電系統(tǒng)設(shè)計如圖3所示，可提供220 V頻率50 Hz的穩(wěn)定電壓輸出。在車輛工作區(qū)辦公臺下安裝有配電箱，采用集成控制電路驅(qū)動各路電源系統(tǒng)的輸入、輸出、控制、切換，配電箱上的狀態(tài)指示設(shè)備能清晰顯地示各供電線路電壓、電流、頻率的狀態(tài)。工作臺桌面、側(cè)面以及隔板墻壁布置5孔電源插座，整車所有線路采用隱藏式走線，交直流、強電與弱電、電源線及各種信號線均分開布置，滿足電磁兼容要求。車輛配有接地和防雷系統(tǒng)，接地系統(tǒng)包括專用接地拖鞭、接地樁以及汽車靜電拖鞭，防雷系統(tǒng)采用電源防雷器，達到二級防雷標準，具有熱脫扣和指示功能。

圖3 配電系統(tǒng)圖

車內(nèi)照明系統(tǒng)采用車身頂部均勻布置6盞5 W純白光LED燈具，提供了工作所用照明亮度。車輛頂部安裝有90 W聚光LED遠程射燈，可作為工作現(xiàn)場光照不足時的照明補充，通過車內(nèi)安裝的遙控裝置或者無線遙控器實現(xiàn)上下、左右角度調(diào)節(jié)。

環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括空調(diào)、換氣裝置以及環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測裝置，車內(nèi)安裝市電空調(diào)，用于駐車時車內(nèi)溫度調(diào)節(jié)，在無市電情況下也可采用車內(nèi)配備的柴油發(fā)電機進行供電。配置的多功能通風扇，采用無刷電動機，可實現(xiàn)進排氣功能。車內(nèi)通過溫濕度儀對工作環(huán)境進行監(jiān)測，車頂部裝有氣象儀，可對工作現(xiàn)場的風速、風向、溫濕度、大氣壓、噪聲等參數(shù)進行監(jiān)測，為工作人員提供參考。

車輛側(cè)面安裝有電動折疊式遮陽篷，可遮陽防雨并具有一定的抗風能力，為全站儀、激光跟蹤儀的戶外使用提供了舒適穩(wěn)定的環(huán)境。此外車載基礎(chǔ)中還配備了5G路由器、檢測平板電腦、計算機、車內(nèi)攝像頭、硬盤錄像機、液晶顯示屏等輔助裝置，使狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)等實現(xiàn)即時傳輸與顯示，為業(yè)務、檢驗、遠程聯(lián)檢功能的實現(xiàn)提供了硬件基礎(chǔ)。

4 業(yè)務測試模塊

業(yè)務系統(tǒng)主要構(gòu)成有業(yè)務報檢端口、繳費系統(tǒng)、檢驗系統(tǒng)、OA系統(tǒng)、打印掃描裝置、通訊裝置等，通過流程優(yōu)化，實現(xiàn)業(yè)務全過程的無紙化辦公以及資料檔案的電子化存儲，在檢驗系統(tǒng)中由檢驗記錄可直接生成檢驗報告，通過電子簽名認證的應用，實現(xiàn)遠程會簽，達到最快現(xiàn)場檢驗完成即可當面出具報告。

測試系統(tǒng)主要由起重機械專用檢測設(shè)備、工具以及輔助裝置構(gòu)成，能對起重機械的結(jié)構(gòu)、電氣、運行狀態(tài)進行測試，也可進行應力分析、無損探傷、金屬結(jié)構(gòu)成分分析等專項測試，車載空間內(nèi)主要設(shè)施與儀器如表1所示。其中重要設(shè)備有基于FBG技術(shù)的金屬結(jié)構(gòu)應變監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由信號數(shù)據(jù)分析、處理及傳感部分組成，車載計算機負責信號數(shù)據(jù)分析、處理，應變傳感器采用光纖短周期光柵并進行有效封裝，降低了應變傳感器的安裝難度，可重復使用使傳感器的壽命大大延長；車內(nèi)配置了Leica激光跟蹤儀及其輔助設(shè)施，其是一種先進的、高精度的空間三坐標測量設(shè)備可對起重機械結(jié)構(gòu)進行點線量測、輪廓掃描、公差分析等一站式測量，降低人為測量誤差的影響，具有更高的精度和效率，車載計算機配套安裝Metrology測量軟件，對測量結(jié)果進行接收、顯示、分析和存儲；測試系統(tǒng)還包括全站儀、框式水平儀、絕緣電阻測試儀等常見設(shè)備，預留的存儲空間采用了有效的減震和固定措施，可根據(jù)工作需要對隨車設(shè)備進行替換變更，具有較好的擴展性。

表1 車載空間內(nèi)主要設(shè)施與儀器

遠程聯(lián)檢系統(tǒng)通過5G、Wi fi網(wǎng)絡實現(xiàn)跨地域測試數(shù)據(jù)傳輸、資料庫調(diào)用、高清視頻展示、專家遠程會檢等協(xié)同工作，遠程中心服務器可與檢測平臺端實現(xiàn)雙向視頻語音對講，對復雜檢驗檢測現(xiàn)場進行實時指導，通過調(diào)用車輛BDS、狀態(tài)、環(huán)境監(jiān)測信息以及視頻直播或錄像可對檢驗檢測工作進行監(jiān)督、抽查，規(guī)范檢驗檢測行為。協(xié)同和監(jiān)督工作均由被授權(quán)的客戶端且經(jīng)用戶身份鑒定后登錄，整個系統(tǒng)具有完善的系統(tǒng)日志，可統(tǒng)計和查詢所有用戶的操作記錄，便于相關(guān)行為的追溯。

5 設(shè)計中的注意事項

1）車體應考慮內(nèi)側(cè)加裝隔熱層、車身玻璃貼附深灰色太陽膜，避免過大的傳熱系數(shù)和強烈陽光直射，保障停車狀態(tài)下車內(nèi)溫度。

2）設(shè)計有折疊踏板及其固定裝置，用于較大儀器設(shè)備或零部件的裝卸，車內(nèi)存放儀器的箱體與吊柜應具有減震、固定措施的，為精密儀器提供良好的存放環(huán)境。

3）車體改裝應符合國家和行業(yè)相應標準，改造后其主要性能指標應不低于原車性能指標，改裝材料應綠色環(huán)保，車輛整體密封性不能受到破壞，在改造完成后應進行淋雨測試，驗證其密封性能。

4）在各功能區(qū)布置設(shè)計時應確保軸荷分配及左右配重合理，工作人員出入順暢操作方便，設(shè)備、人員在正常工作時不應出現(xiàn)相互干涉交叉的影響。

5）還應配有反光背心、三角警示牌等設(shè)施，駕乘區(qū)和工作區(qū)均應在顯著位置分別布置水基滅火器、安全錘，在工具箱內(nèi)放有安全帽、隔離樁、警戒線、警示牌等安全作業(yè)設(shè)施，在行駛過程中供人員乘坐的座椅均應配安全帶并符合相關(guān)標準要求。

6 預期效益

平臺設(shè)計的檢測能力可滿足全部起重機械品種法定的監(jiān)督檢驗、定期檢驗要求，可覆蓋橋架類起重機械的型式試驗要求。檢測能力覆蓋率按照平臺檢測項目數(shù)做分子，產(chǎn)品標準中的檢驗項目作為分母進行計算可達到95%以上，且具有擴展性，極大延伸了檢測能力范圍，既能有效提高工作效率、優(yōu)化業(yè)務流程、規(guī)范儀器設(shè)備管理，也可滿足個性化委托檢測需求，提供重大活動、事件的保障服務，還可肩負品牌宣傳、業(yè)務推廣、科普惠民等工作，與傳統(tǒng)實驗室、現(xiàn)場測試互為補充推動。

7 結(jié)語

該起重機械檢測平臺以成熟車型為載體，通過合理的空間設(shè)計、模塊化的結(jié)構(gòu)配置，整合配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、業(yè)務系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、聯(lián)檢系統(tǒng)，能有效提高檢驗檢測效率與質(zhì)量，為特種設(shè)備移動實驗室的設(shè)計提供了參考，有利于樹立智慧特檢品牌，提升檢驗檢測機構(gòu)形象和綜合實力。