專利名稱：智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)儀器，特別是一種土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器。
背景技術(shù)：
為了利用水資源，人類在江河上修建了大量的水庫(kù)和大壩。水利工程的建設(shè)和發(fā) 展， 一方面促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，提高了社會(huì)生活質(zhì)量，另一方面，大壩和水庫(kù)始終存 在著失事的安全風(fēng)險(xiǎn)，大壩失事會(huì)給下游廣大地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全和環(huán)境帶來巨大的災(zāi) 難。因此，水庫(kù)大壩的安全運(yùn)行，不僅關(guān)系到管理部門本身的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，更關(guān)系 到大壩下游千百萬人民的生命財(cái)產(chǎn)安全乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。大壩安全監(jiān)測(cè)儀器是 保證大壩安全運(yùn)行、發(fā)現(xiàn)隱患的重要設(shè)施，是大壩日常運(yùn)行管理的耳目。在大壩安全監(jiān)測(cè)參 數(shù)中，滲漏的測(cè)量至關(guān)重要，通過對(duì)大壩滲漏的觀測(cè)，可以及時(shí)對(duì)觀測(cè)資料進(jìn)行分析，隨時(shí) 掌握大壩的工作性態(tài)，一方面可以對(duì)大壩的工作狀態(tài)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)和預(yù)報(bào)，另一方面，則可 以反饋設(shè)計(jì)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的結(jié)果。 大壩滲漏的監(jiān)測(cè)，目前常用的監(jiān)測(cè)儀器有旋轉(zhuǎn)編碼浮子式(機(jī)械式和光電式)、 壓阻式、光纖式、差動(dòng)電阻式、弦式等五類，其中，旋轉(zhuǎn)編碼浮子式監(jiān)測(cè)儀器的使用受到測(cè)壓 管垂直度、管深、管壁光滑度的限制，光纖式監(jiān)測(cè)儀器很好的解決了防雷問題，但是建設(shè)成 本和通訊部分的維護(hù)成本太高，壓阻式、差動(dòng)電阻式、弦式監(jiān)測(cè)儀器防雷性能差，精度受溫 度和使用時(shí)間而發(fā)生飄移，維護(hù)成本很高?，F(xiàn)在很多水庫(kù)大壩工程的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由 于監(jiān)測(cè)儀器維護(hù)成本高的問題而逐步喪失了監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警功能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)量精度高、穩(wěn)定可靠、易維
護(hù)、易安裝的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，包括處理器，所述處理器的輸入端連接有水位取樣傳
感器，所述處理器的輸出端連接有現(xiàn)地顯示電路和傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路，所述傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路的輸
出端連接有收纜裝置，所述收纜裝置的輸出端連接有用于檢測(cè)水面的浮球裝置。 進(jìn)一步，所述收纜裝置與浮球裝置之間還連接有電纜排線裝置，所述電纜排線裝
置的輸入端與傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接。 進(jìn)一步，所述處理器還連接有網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)、顯示電路，組成遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
進(jìn)一步，所述處理器為可編程邏輯控制器PLC或單片機(jī)。 進(jìn)一步，所述水位取樣傳感器為由線纜帶動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)的計(jì)數(shù)編碼盤以及采樣光 電傳感器或者旋轉(zhuǎn)編碼器。 進(jìn)一步，所述浮球裝置由金屬或者塑料重錘浮球、紅外感應(yīng)器和一帶屏蔽的導(dǎo)線 組成，所述屏蔽導(dǎo)線與紅外感應(yīng)器相連，所述紅外感應(yīng)器固定安裝在浮球底部，當(dāng)浮球接觸 到水面，紅外感應(yīng)器感應(yīng)到水面后輸出一組常開或者常閉信號(hào)給處理器。
進(jìn)一步，所述現(xiàn)地顯示電路為液晶顯示器或數(shù)碼管顯示器。 進(jìn)一步，所述處理器還包括輸入電路。 進(jìn)一步，所述輸入電路為按鍵、觸摸屏或者PLC。 進(jìn)一步，所述收纜裝置包括電纜儲(chǔ)纜輪和導(dǎo)線輪，所述電纜通過導(dǎo)線輪、電纜排線 裝置排線后收入電纜儲(chǔ)纜輪。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)土壩的水位高度，并顯示測(cè)量數(shù)據(jù)供
土壩管理者提供決策的數(shù)據(jù)支持，省去人工操作的人力成本，提高了測(cè)量精度和準(zhǔn)確度，有
效實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境下24小時(shí)全天候監(jiān)控土壩的水位情況，保障了土壩的安全。 由多個(gè)智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)土壩的測(cè)壓管水位信息就能
匯總到監(jiān)控中心，方便監(jiān)控人員遠(yuǎn)程監(jiān)控多個(gè)土壩的安全狀況，有效實(shí)現(xiàn)各土壩的安全監(jiān)
控和應(yīng)急調(diào)度處理。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的模塊框圖； 圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例模塊框圖； 圖3是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例PLC控制模塊框圖； 圖4是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例部件組成模塊框圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，包括處理器2，所述處理器2的輸入端連接有 水位取樣傳感器l，所述處理器2的輸出端連接有現(xiàn)地顯示電路3和傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路4，所述 傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路4的輸出端連接有收纜裝置5，所述收纜裝置5的輸出端連接有用于檢測(cè)水面 的浮球裝置6。 進(jìn)一步參照?qǐng)D2，所述收纜裝置5與浮球裝置6之間還連接有電纜排線裝置7，所
述電纜排線裝置7的輸入端與傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路4的輸出端連接。 進(jìn)一步，所述處理器2還連接有網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)、顯示電路8，組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。 進(jìn)一步，所述處理器2為可編程邏輯控制器PLC或單片機(jī)。 進(jìn)一步，所述水位取樣傳感器1為由線纜帶動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)的計(jì)數(shù)編碼盤以及采樣 光電傳感器或者旋轉(zhuǎn)編碼器。 進(jìn)一步參照?qǐng)D4，所述浮球裝置6由金屬或者塑料重錘浮球、紅外感應(yīng)器和一帶屏
蔽的導(dǎo)線組成，所述屏蔽導(dǎo)線與紅外感應(yīng)器相連，所述紅外感應(yīng)器固定安裝在浮球底部，當(dāng)
浮球接觸到水面，紅外感應(yīng)器感應(yīng)到水面后輸出一組常開或者常閉信號(hào)給處理器2。 進(jìn)一步，所述現(xiàn)地顯示電路3為液晶顯示器或數(shù)碼管顯示器。 進(jìn)一步，所述處理器2還包括輸入電路9 。 進(jìn)一步，所述輸入電路9為按鍵或觸摸屏或者PLC。 進(jìn)一步，所述收纜裝置5包括電纜儲(chǔ)纜輪和導(dǎo)線輪，所述電纜通過導(dǎo)線輪、電纜排 線裝置7排線后收入電纜儲(chǔ)纜輪。 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的模塊框圖，通過控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)水面感應(yīng)探頭裝置在測(cè)壓管內(nèi)做規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，水面感應(yīng)探頭裝置的連接線纜帶動(dòng)計(jì)數(shù)編碼盤 作圓周運(yùn)動(dòng)，通過光電耦合電路檢測(cè)電勢(shì)的高低電平進(jìn)行計(jì)數(shù)，每一個(gè)高電平表示水面感 應(yīng)探頭裝置運(yùn)動(dòng)了 一個(gè)單位長(zhǎng)度，計(jì)數(shù)值乘以單位長(zhǎng)度等于測(cè)壓管管口到測(cè)壓管管內(nèi)水面 的距離，通過測(cè)壓管管深和測(cè)壓管管口高程，可以換算出測(cè)壓管內(nèi)液面的高程。輸出信號(hào)分 為兩路， 一路給現(xiàn)場(chǎng)顯示，另一路信號(hào)用來遠(yuǎn)程傳輸。遠(yuǎn)程傳輸信號(hào)通過智能終端RTU進(jìn)行 采集，存儲(chǔ)，智能終端通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議與上位機(jī)進(jìn)行通訊，上位機(jī)接收并存儲(chǔ)各 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，通過大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析軟件進(jìn)行處理、分析、圖形化顯示，可以實(shí)時(shí)對(duì) 大壩的工作狀態(tài)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)和預(yù)報(bào)，隨時(shí)掌握大壩的工作性態(tài)。 作為優(yōu)選的實(shí)施例，本發(fā)明的工作原理為水位探測(cè)部分包括鉛金屬重錘和一根 帶屏蔽的導(dǎo)線；傳動(dòng)部分包括電纜儲(chǔ)纜輪、導(dǎo)線輪、輔助輪(齒輪或鏈條傳動(dòng))、電機(jī)傳動(dòng) 輪；信號(hào)檢測(cè)部分包括信號(hào)檢測(cè)輪、取樣傳感器、水位液晶顯示器、紅外感應(yīng)浮球裝置；監(jiān) 控部分包括電子控制器(現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作測(cè)量、回位、急停)、水位脈沖信號(hào)輸入(遠(yuǎn)傳)、回 位脈沖信號(hào)輸入(遠(yuǎn)傳)、遠(yuǎn)程測(cè)量控制信號(hào)(包括測(cè)量、回位、急停)。其工作原理是當(dāng)開 始測(cè)量時(shí)，電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，加上重錘的重力，重錘帶著導(dǎo)線向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)取樣傳感器檢測(cè) 信號(hào)檢測(cè)輪上的孔數(shù)，計(jì)量并輸出脈沖信號(hào)，當(dāng)重錘接觸到水面時(shí)，紅外感應(yīng)浮球裝置感應(yīng) 一個(gè)閉合信號(hào)，電機(jī)停止工作，并發(fā)出聲音報(bào)警，此時(shí)水位液晶顯示器上顯示的數(shù)據(jù)S(Y = SXS)，Y即為管口到管內(nèi)水面的距離，單位厘米，S為信號(hào)監(jiān)測(cè)輪修正系數(shù)。按復(fù)位按鈕， 重錘自動(dòng)回位，回到初始位置后，水位液晶顯示器自動(dòng)清零，等待下一次測(cè)量。
儀器的測(cè)量精度不會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓褪褂媚晗薅l(fā)生飄移；測(cè)量精度高，誤差 為lcm，而且不隨量程的變化而變化；在很多接口電路中采用光電耦合裝置，提高了儀器的 防雷和抗干擾性能；通過無線通訊裝置和防水電路板采用防水材料封裝，提高了儀器的防 潮性能。 以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施 例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變形或替 換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于包括處理器(2)，所述處理器(2)的輸入端連接有水位取樣傳感器(1)，所述處理器(2)的輸出端連接有現(xiàn)地顯示電路(3)和傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路(4)，所述傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路(4)的輸出端連接有收纜裝置(5)，所述收纜裝置(5)的輸出端連接有用于檢測(cè)水面的浮球裝置(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述收纜裝置(5) 與浮球裝置(6)之間還連接有電纜排線裝置(7)，所述電纜排線裝置(7)的輸入端與傳動(dòng)驅(qū) 動(dòng)電路(4)的輸出端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述處理器(2) 還連接有網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)、顯示電路(8)，組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述處理器(2) 為可編程邏輯控制器PLC或單片機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述水位取樣 傳感器(1)為由線纜帶動(dòng)作圓周運(yùn)動(dòng)的計(jì)數(shù)編碼盤以及采樣光電傳感器或者旋轉(zhuǎn)編碼器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述浮球裝置 (6)由金屬或塑料重錘浮球、紅外感應(yīng)器和一帶屏蔽的導(dǎo)線組成，所述屏蔽導(dǎo)線與紅外感應(yīng) 器相連，所述紅外感應(yīng)器固定安裝在浮球底部，當(dāng)浮球接觸到水面，紅外感應(yīng)器感應(yīng)到水面 后輸出一組常開或者常閉信號(hào)給處理器(2)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述現(xiàn)地顯示 電路(3)為液晶顯示器或數(shù)碼管顯示器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述處理器(2) 還包括輸入電路(9)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述輸入電路(9) 為按鍵、觸摸屏或者PLC。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，其特征在于所述收纜裝置(5) 包括電纜儲(chǔ)纜輪和導(dǎo)線輪，所述電纜通過導(dǎo)線輪、電纜排線裝置(7)排線后收入電纜儲(chǔ)纜 輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了智能式土壩滲壓監(jiān)測(cè)儀器，包括處理器，所述處理器的輸入端連接有水位取樣傳感器，所述處理器的輸出端連接有現(xiàn)地顯示電路和傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路，所述傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接有收纜裝置，所述收纜裝置的輸出端連接有用于檢測(cè)水面的浮球裝置。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)土壩的水位高度，并顯示測(cè)量數(shù)據(jù)供土壩管理者提供決策的數(shù)據(jù)支持，省去人工操作的人力成本，提高了測(cè)量精度和準(zhǔn)確度，有效實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境下24小時(shí)全天候監(jiān)控土壩的水位情況，保障了土壩的安全。本發(fā)明作為一種智能式土壩滲壓檢測(cè)儀器廣泛應(yīng)用于土壩水位監(jiān)測(cè)中。
文檔編號(hào)G01F23/30GK101750135SQ20101000256
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月10日
發(fā)明者王開春 申請(qǐng)人:廣州市水利科學(xué)研究所