摘要：拉线通信铁塔信价比高，在通信领域应用广泛。拉线通信铁塔在安装组立以及后续的维护维修过程中，均需要反复调整拉线，确保通信铁塔满足垂直度等技术指标要求，避免发生铁塔失衡事故。为提高拉线通信铁塔调整效率，设计了基于位移编码器的拉线通信铁塔辅助调整系统，通过量化拉线的位移变化，来合理确定拉线调整范围，提升工作效率。
关键词：通信铁塔；拉线系统；位移编码器；校正
引言
拉线铁塔具有结构简单、信价比高、施工周期短、塔节单元可调节等优点，在广播电视、通信等领域广泛应用。拉线通信铁塔通常由基础、塔身、地锚和拉线等结构组成。塔身立于基础之上，通过一定角度分开布置的斜向拉线进行固定，拉线一端连接塔身另一端固定在地锚上，斜向拉线能够产生确保塔身垂直和稳定的水平拉力和垂向拉力。拉线通信铁塔保持塔身垂直稳定的前提是拉线起到应有的拉紧作用，一旦任一方拉线松弛或断裂，都有可能导致通信铁塔垂直度失衡倒塌，严重时可能引起事故。无论是在通信铁塔初装组立过程中，还是在通信铁塔维护时，通过调整拉线来确保拉线通信塔的稳定都是必不可少的环节。拉线通信铁塔通常由多方和多层拉线组成，拉线的调整需反复进行，费时费力。为提高拉线通信铁塔的调整效率，利用位移编码器设计拉线通信铁塔辅助校正系统，将拉线长度变化与铁塔姿态的变化结合起来进行定量调整，以便工程施工和维护人员直接按照测量结果进行铁塔调整，节省调整时间，提高工作效率。
1 通信铁塔垂直度检测方法
通信铁塔垂直度是保证天线阵正常工作，不发生铁塔倒塌等安全事故的重要技术指标，塔桅钢结构工程施工质量验收规程等标准规范对通信铁塔的垂直度有明确的要求，对于需要悬挂天线幕和吊线的天线支撑塔，由于受力情况较为复杂，垂直度设计要求为0.001。为确保通信铁塔的安全，要定期对通信铁塔垂直度进行检测。
通信铁塔垂直度检测通常采用经纬仪，检测时，为保证被测塔身在任意方向均不发生弯曲和倾斜，经纬仪应从相互垂直的两个方向进行检测，如图1所示。
.png)
图1通信铁塔垂直度检测原理图
为方便观测测试结果，经纬仪与被测通信铁塔之间的距离应大于通信铁塔的高度，按要求架好经纬仪并调至水平，选定通信铁塔塔身主杆为基准，自下而上进行塔身扫描，根据基准的偏移确定被测通信铁塔的偏移量，通信铁塔垂直度为被测通信铁塔顶端偏移量除以通信铁塔高度。
2、基于位移编码器的铁塔辅助调整系统
大型通信天线通常由多个通信铁塔和天线幕组成天线阵，在铁塔组立及天线幕维护过程中，由于通信铁塔受到多个方向的拉力影响，铁塔垂直度不能一次调整到位，需反复多次调整。为提高通信铁塔调整维护效率，设计基于位移编码器的铁塔辅助调整系统，用来辅助铁塔校正调整。铁塔辅助调整系统由铁塔辅助调整器和手持终端组成，其中铁塔辅助调整器由位移编码器、主控单元、信号发射接收单元组成。位移编码器由轮毂、拉线、位移传感器、信号转换单元以及信息处理单元组成，精密旋转位移传感器连接在轮毂上，用来感测拉线位移变化，并将该变化传递给信号转换单元，信号转换单元将位移变化变换成电信号。主控单元将拉线位移电信号进行处理，转换成实际拉线变化长度；信号收发单元将拉线位移信号以无线通信的方式传递给手持终端。手持终端由操作经纬仪的施工维护人员操控，能同时接收多个位移编码器的信号。
铁塔辅助调整系统的使用原理如图2所示，通过调向滑轮将位移编码器拉绳一端固定在通信铁塔花篮螺栓上，通信铁塔拉线调整时产生线运动，导致拉绳伸缩变化，带动轮毂转动，然后联动精密旋转位移传感器，输出与拉线长度变化成比例的电信号，经信号变换后变成相应电信号，通过测量位移传感器的电信号能够计算出拉线调整的长度及方向，将该方向通过信号收发单元传递给手持终端，由操控人员根据手持终端的位移变化和经纬仪测量的通信铁塔姿态情况，确定铁塔的调整方式，调整实现流程如图3所示。
图2 铁塔辅助调整系统工作原理图
.png)
.png)
图3 铁塔辅助调整系统实现流程
3、结束语
拉线式通信铁塔在前期安装组立及后期维护保养过程中，均需要反复调整拉线来满足垂直度等技术指标，以保证通信铁塔不发生安全事故。传统通信铁塔拉线调整过程中经纬仪操控人员与拉线调整人员之间没有量化的调整关系，需要反复调试，耗时较大。为提升工作效率，设计了基于位移编码器的拉线式通信铁塔辅助调整系统，通过位移编码器将拉线调整长度进行量化，使经纬仪操控人员能够精确掌握拉线调整幅度，结合测量的天线姿态信息，能够提出合理的调整方式，提升拉线通信铁塔安装和维护效率。
参考文献
[1]刘茂盛. 拉线式铁塔垂直弯曲度和初拉力调整[J]. 广播与电视技术. 2002(7): 137-140
[2]韩文理.基于通信铁塔的安全性及安全性评估分析[J]. 无线互联科技.2018(19):10-11
[3]?张燕妮.?通信铁塔的定期检测与维护[J]. 移动信息.2018(4):48-49
[4] 一种拉线式位移传感器[J].传感器世界,2018,24(06):50
[5] SG61拉线编码器[J].传感器世界,2019,25(07):38
[5]祝华威,张振勇,丁琦森.刍议外置拉线式位移传感器在船闸控制系统上的应用[J]. 科学中国人.2017(2z):28-28