一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及壩體水位監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壩體內(nèi)靜水位值反映水壩固液復(fù)合介質(zhì)的滲流特征，是評價壩體穩(wěn)定性重要的技術(shù)參數(shù)之一，及時掌握壩體水位升降的動態(tài)變化規(guī)律，對判斷和評估壩體病害的演變態(tài)勢，工程穩(wěn)定性評價，施工維護(hù)等方面起到重要的作用。而當(dāng)前水壩監(jiān)測設(shè)備大多采用離散型點監(jiān)測、測點稀疏、儀器穩(wěn)定性差、代價昂貴、施工不便等缺陷，不能滿足于現(xiàn)代化全天候連續(xù)動態(tài)安全監(jiān)測的需求。地球物理類勘探方法屬于間接性探測大壩內(nèi)部地球物理場的分布特征，方法種類多、測試周期短、探測場所任意自由布置等優(yōu)點，且屬于無損檢測的范疇。不過受壩內(nèi)隱患體積較小、物性差異不明顯等特征制約，尤其針對復(fù)雜性壩體單次探測很難實現(xiàn)對病害位置的準(zhǔn)確定位，滿足不了精細(xì)化和可靠性信息的實時采集。常規(guī)工作模式受限于自身技術(shù)限制且探測區(qū)域遠(yuǎn)離目標(biāo)體，采集的數(shù)據(jù)還不能實現(xiàn)實時顯示和遠(yuǎn)程控制處理。
[0003]【實用新型內(nèi)容】本實用新型的目的是提供一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)壩體水位測量存在的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括有數(shù)據(jù)管理平臺、數(shù)據(jù)采集器、PVC給水管，所述PVC給水管外壁上固定安裝有多個銅電極，作為測試時的供電和測量電極，PVC給水管送入壩體中預(yù)先鉆好的鉆孔中，PVC給水管上電極通過電纜線連接至數(shù)據(jù)采集器端口，所述數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)管理平臺通訊連接。
[0006]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述PVC給水管由衛(wèi)生級聚氯乙烯樹脂制成，PVC給水管有一個或多個，多個PVC給水管依次通過連接頭同軸串接加長使用。所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述銅電極為由銅合金焊條材料經(jīng)加工成的銅棒，每個PVC給水管上多個銅電極等間距環(huán)繞分布在PVC給水管上。
[0007]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電纜線為多芯絕緣導(dǎo)線，連接至航空插頭后與數(shù)據(jù)采集器相連。
[0008]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)管理平臺通過Modern通信或無線通信方式通訊連接。
[0009]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器由電源模塊供電。
[0010]所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)管理平臺與遠(yuǎn)程控制裝置通訊連接。
[0011]本實用新型公開了一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，彌補(bǔ)了當(dāng)前靜水位測量儀器設(shè)備和技術(shù)的不足，數(shù)據(jù)化的自動采集，實施了多參數(shù)地電信息綜合分析技術(shù)滿足于現(xiàn)代化動態(tài)監(jiān)測的需求，為病險水庫的防治和安全加固以及工程評價提供有效準(zhǔn)確的參數(shù)信息。
[0012]本實用新型的優(yōu)點為:
[0013]本實用新型打破了傳統(tǒng)監(jiān)測手段的不足，采用了間接多參數(shù)綜合技術(shù)提高了原位水位判斷的可靠度，為進(jìn)一步實現(xiàn)水利監(jiān)測現(xiàn)代化夯實了基礎(chǔ)，提供新的思路。
[0014]1.直流電阻率法是基于介質(zhì)導(dǎo)電性差異為判斷依據(jù)，廣泛應(yīng)用于壩體隱患查找中且取得良好的效果。把該項技術(shù)應(yīng)用于壩體水位連續(xù)監(jiān)測中，改變了傳統(tǒng)單次探測的精度不足，提出了動態(tài)監(jiān)測的新模式，同時也拓寬了電法無損探測的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0015]2.該現(xiàn)場布置系統(tǒng)采用多通道銅電極感應(yīng)外界電場的變化，靈敏度高，抗損壞能力強(qiáng)，可用于長期性連續(xù)監(jiān)測；安裝的銅電極數(shù)目和電極間距可根據(jù)目標(biāo)層的位置進(jìn)行加多加密控制，相對傳統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備顯示出更為靈活、價格低廉、穩(wěn)定度高的優(yōu)勢；該現(xiàn)場測量裝置只需要多節(jié)PVC給水管攜帶導(dǎo)入鉆孔中，施工工藝簡單，操作便利，適合復(fù)雜惡劣環(huán)境壩體靜水位的監(jiān)測，大大提升了監(jiān)測系統(tǒng)安裝效率。
[0016]3.采用孔中地電場參數(shù)信息的改變反應(yīng)原位壩體靜水位的動態(tài)變化，相比地面測量更貼近目標(biāo)體，避開了外界干擾，提高了縱向信息的識別精度，監(jiān)測結(jié)果更加可靠、真實。多參數(shù)優(yōu)化對比分析，參數(shù)相互之間校核、補(bǔ)充、組合，能夠有效提高判讀的準(zhǔn)確度和可靠度，成為靜水位自動監(jiān)測發(fā)展的方向。
[0017]4.數(shù)據(jù)管理平臺利用配套的軟件可快速解析出測量出的靜水位高度值，及時準(zhǔn)確的提供詳實壩體內(nèi)部滲流信息，滿足現(xiàn)代自動化監(jiān)測的要求；支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙控，實時掌控壩體的運行態(tài)勢，為大壩的安全管理提供有效的參考依據(jù)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0019]參見圖1所示，一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，包括有數(shù)據(jù)管理平臺5、數(shù)據(jù)采集器4、PVC給水管1，PVC給水管1上安裝有多個銅電極2，用作供電和測量電極，PVC給水管1送入壩體8中預(yù)先鉆好的鉆孔中，PVC給水管1上電極通過接插件航空插頭連接至數(shù)據(jù)采集器4，數(shù)據(jù)采集器4與數(shù)據(jù)管理平臺5通訊連接。
[0020]PVC管只是起一個支撐和固定作用。數(shù)據(jù)采集器為地電信息采集裝置，主要采集各個電極位置的自然電場、供電后的電位場數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理平臺與數(shù)據(jù)采集器通訊連接，數(shù)據(jù)采集后將固定格式的地電信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，為一軟件平臺，對不同時間采集數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與分析。
[0021]PVC給水管1由衛(wèi)生級聚氯乙烯樹脂制成，PVC給水管1有一個或多個，多個PVC給水管1依次通過連接頭同軸串接加長使用。
[0022]銅電極2為由銅合金焊條材料經(jīng)加工成的銅棒，每個PVC給水管1上多個銅電極2等間距環(huán)繞分布在PVC給水管1上。
[0023]電纜線3為多芯絕緣導(dǎo)線，連接至航空插頭后與數(shù)據(jù)采集器相連。
[0024]數(shù)據(jù)采集器4與數(shù)據(jù)管理平臺5通過Modern通信或無線通信方式通訊連接。
[0025]數(shù)據(jù)采集器4由電源模塊7供電。
[0026]數(shù)據(jù)管理平臺5與遠(yuǎn)程控制裝置6通訊連接。
[0027]本實用新型中:
[0028]1.PVC管裝置:PVC管是以衛(wèi)生級聚氯乙烯樹脂為主要原料，質(zhì)輕、耐腐蝕性優(yōu)良、機(jī)械強(qiáng)度大、施工便捷、造價低廉且不影響水質(zhì)。本實用新型選用直徑為20mm的PVC給水管作為測量電極的支撐材料，多節(jié)PVC給水管通過聯(lián)接頭加長。該材料的使用實現(xiàn)電極現(xiàn)場埋設(shè)方便和提升施工精度。
[0029]2.信號采集的銅電極裝置:銅電極是由銅合金焊條材料經(jīng)加工成，每個銅電極的長度約50mm，直徑為2mm的銅棒。各銅電極環(huán)繞固定在PVC給水管外的相應(yīng)位置，其中安裝的銅電極數(shù)目根據(jù)監(jiān)測目標(biāo)體選擇，其中銅電極相鄰單元間的距離根據(jù)監(jiān)測目標(biāo)體進(jìn)行選擇，并且銅電極間隔可等距離或在監(jiān)測關(guān)鍵部位加密。
[0030]3.電纜線組成:該部位是由多芯絕緣導(dǎo)線組合而成，根據(jù)需要在一定位置露出線頭，把多個銅電極單元有序的串聯(lián)起來，并通過輸出端與采集器聯(lián)接。該部位承擔(dān)供電電流的傳出、傳入等功能。
[0031]4.數(shù)據(jù)采集器:該數(shù)據(jù)采集器接收數(shù)據(jù)管理平臺傳達(dá)的指令，實時收集電極單元上自然電位、供電電流、測量電位等信息，并通過Modern通訊實時或采后上傳到數(shù)據(jù)管理平臺上；電源模塊支持采集器的運行工作。
[0032]5.數(shù)據(jù)管理平臺:數(shù)據(jù)管理平臺具有釋發(fā)采集命令，工作方式設(shè)置，數(shù)據(jù)回收，數(shù)據(jù)處理解析等多重功能。根據(jù)深度方向的地電參數(shù)，包括不同電極點位的自然電位、供電電流及電阻率值等參數(shù)，綜合分析水位的位置。其中綜合電性參數(shù)與上一組發(fā)生變化達(dá)到一定值，則可判斷當(dāng)前水位的具體數(shù)值。
[0033]本實用新型中，把加工好的合金銅電極1(長度約50mm，直徑為2mm)有序的固定在PVC給水管2上，利用電纜線3把所有電極逐個有序的串聯(lián)起來，人工把PVC給水管送入到預(yù)先的鉆孔之中，如此形成現(xiàn)場地電場觀測系統(tǒng)。壩體8內(nèi)靜水位發(fā)生改變時，引起地質(zhì)體空間內(nèi)部的地電場分布和傳播特性產(chǎn)生變化，利用數(shù)據(jù)管理平臺5把工作參數(shù)、參數(shù)設(shè)置、供電方式等信息經(jīng)過Modern通信或無線通信的形式傳達(dá)到數(shù)據(jù)采集器4上，數(shù)據(jù)采集器4是由電源模塊7進(jìn)行供電運行，接收到指令的數(shù)據(jù)采集器4通過供電電極進(jìn)行壩體不同深度處電極點位自然電位、供電電流、測量電位差等地電信息參數(shù)。數(shù)據(jù)測量結(jié)束后，數(shù)據(jù)管理平臺5再次對數(shù)據(jù)采集器4釋放指令，回收采集到的地電場信息，利用相關(guān)的配套軟件進(jìn)行處理、分析，以確定壩體內(nèi)部靜水位的高度。采集到數(shù)據(jù)信息也可經(jīng)過遠(yuǎn)程傳輸裝置送達(dá)室內(nèi)進(jìn)行壩體水位信息數(shù)據(jù)庫的集成，實現(xiàn)了自動化監(jiān)測壩體內(nèi)水位原位變化的系統(tǒng)與方法。
【主權(quán)項】
1.一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括有數(shù)據(jù)管理平臺、數(shù)據(jù)采集器、PVC給水管，所述PVC給水管外壁上固定安裝有多個銅電極，作為測試時的供電和測量電極，PVC給水管送入壩體中預(yù)先鉆好的鉆孔中，PVC給水管上電極通過電纜線連接至數(shù)據(jù)采集器端口，所述數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)管理平臺通訊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述PVC給水管由衛(wèi)生級聚氯乙稀樹脂制成，PVC給水管有一個或多個，多個PVC給水管依次通過連接頭同軸串接加長使用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述銅電極為由銅合金焊條材料經(jīng)加工成的銅棒，每個PVC給水管上多個銅電極等間距環(huán)繞分布在PVC給水管上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電纜線為多芯絕緣導(dǎo)線，連接至航空插頭后與數(shù)據(jù)采集器相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)管理平臺通過Modern通信或無線通信方式通訊連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器由電源模塊供電。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)管理平臺與遠(yuǎn)程控制裝置通訊連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種壩體靜水位原位自動監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)包括有數(shù)據(jù)管理平臺、數(shù)據(jù)采集器、安裝有銅電極的PVC給水管。本實用新型可廣泛應(yīng)用于堤防、水壩、溝渠等基礎(chǔ)設(shè)施的靜水位監(jiān)測，也適用于礦井、農(nóng)田、基坑、地鐵、尾庫、垃圾填埋場等工農(nóng)建設(shè)場所的液位測量。
【IPC分類】G08C17/02, G01F23/26
【公開號】CN205027414
【申請?zhí)枴緾N201520691444
【發(fā)明人】張平松, 譚磊, 江曉益, 胡雄武
【申請人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年9月8日