專利名稱：一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水壩巖石地基排水孔設(shè)計(jì)通常布置大壩的最低層廊道，并全方位的分布在大壩的左右岸和上下游，其特點(diǎn)是面寬、密集、數(shù)量多，其功能和目的主要是降低壩基揚(yáng)壓力，保證大壩運(yùn)行安全。地基排水孔對(duì)于混凝土重力壩來說，尤為重要。傳統(tǒng)的巖石地基排水孔的滲流參數(shù)測試、采集，如:涌水壓力和排水量等，靠的是人工在廊道內(nèi)逐孔、定期進(jìn)行量測讀取和記錄，量測讀取使用的工具通常是普通的壓力表、流量計(jì)或量杯，以及普通的玻璃水銀溫度計(jì)等。讀取記錄的資料分析靠的是手工室內(nèi)整理和計(jì)算，最后得出成果。由此帶來的問題是現(xiàn)場測試、采集工程量大、工效低、周期長、勞動(dòng)強(qiáng)度大；成果計(jì)算精準(zhǔn)性差、波動(dòng)性大。不僅無法及時(shí)快速的得到揚(yáng)壓力計(jì)算分析成果，更不可實(shí)施實(shí)時(shí)的監(jiān)控、測試和采集，方法落后原始。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，有效對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)水壩排水孔內(nèi)滲流流量和壓力參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化測試。本實(shí)用新型的上述目的是通過這樣的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，包括:安裝于排水孔底部的壓力傳感器，所述壓力傳感器用于測量排水孔滲流壓力；安裝于引流橫管的流量傳感器，所述流量傳感器用于測量排水孔滲流流量；
安裝于滲流水管的電控閥門，所述電控閥門用于控制滲流水管的流量；安裝于排水口位置的測控裝置，所述測控裝置與壓力傳感器、流量傳感器、電控閥門連接，測控裝置連接工控機(jī)。所述排水口為多組，每組為一個(gè)測控單元，每一個(gè)測控單元包括:壓力傳感器、流量傳感器、電控閥門，所述測控裝置同時(shí)連接多個(gè)測控單元，對(duì)多個(gè)測控單元進(jìn)行測量和控制。所述測控裝置通過有線或者無線方式與工控機(jī)連接。所述電控閥門為電動(dòng)閥或者電磁閥。本實(shí)用新型一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，有益效果如下:所述的工控機(jī)根據(jù)程序設(shè)定，對(duì)所連接的多路測控單元進(jìn)行周期性地掃描，一方面獲取測量信息，一方面進(jìn)行控制和反饋，以達(dá)到對(duì)多路測控單元的準(zhǔn)確和及時(shí)控制；工控機(jī)所依據(jù)的程序主要是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際資料分析及理論研究得出的算法進(jìn)行編寫，能夠按照規(guī)定要求在采樣周期內(nèi)將所有的排水口的壓力進(jìn)行全部測量，并保證測量的準(zhǔn)確性。通過測控裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電路控制系統(tǒng)、控制算法及通信模式的優(yōu)化，所設(shè)計(jì)的整套系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)對(duì)整個(gè)水壩排水口的滲流測控。系統(tǒng)測控?cái)?shù)據(jù)全部采用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)，并采用報(bào)表格式輸出，能夠既保證數(shù)據(jù)的完整有效性，又能夠提高數(shù)據(jù)整理效率，節(jié)省大量的人工。另外數(shù)據(jù)庫可以開放接口，提供全部測控?cái)?shù)據(jù)以供其他系統(tǒng)使用。整個(gè)測控過程都是采用設(shè)備根據(jù)程序命令自動(dòng)運(yùn)行，能夠避免現(xiàn)場施工人員操作技能水平差異對(duì)測控的影響。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)連接示意圖。圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，在排水孔孔口裝置上安裝電控閥門3、流量傳感器2、壓力傳感器I ;所述電控閥門3為:電動(dòng)閥或者電磁閥。所述電控閥門3安裝在孔口裝置的豎管上，壓力傳感器I安裝在排水孔底部，信號(hào)電纜從電控閥門3下部豎管側(cè)壁引出，流量傳感器2安裝在引流橫管2.1中部。 在排水孔集中位置安裝有測控裝置4，測控裝置4通過電纜6與流量傳感器2和電控閥門3連接，測控裝置4通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)與工控機(jī)5連接。測控程序安裝在工控機(jī)5上，通過設(shè)定采樣間隔、采樣點(diǎn)，由工控機(jī)程序向測控裝置4發(fā)出采樣指令，控制壓力參數(shù)、采集壓力和流量參數(shù)。根據(jù)設(shè)定采集程序步驟，工控機(jī)5內(nèi)的程序發(fā)出對(duì)電控閥門3的控制信號(hào)，由測控裝置4實(shí)施對(duì)電控閥門3控制以啟閉閥門，從而進(jìn)行對(duì)水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控。
·[0023]所述的排水口有多組，每組為一個(gè)測控單元，每一個(gè)測控單元包括:壓力傳感器1、流量傳感器2、電控閥門3，所述測控裝置4同時(shí)連接多個(gè)測控單元，對(duì)多個(gè)測控單元進(jìn)行測量和控制。所述的工控機(jī)5根據(jù)程序設(shè)定，對(duì)所連接的多個(gè)測控單元進(jìn)行周期性地掃描，一方面獲取測量信息，一方面進(jìn)行控制和反饋，以達(dá)到對(duì)多個(gè)測控單元的準(zhǔn)確和及時(shí)控制。工控機(jī)5所依據(jù)的程序主要是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際資料分析及理論研究得出的算法進(jìn)行編寫，能夠按照規(guī)定要求在采樣周期內(nèi)將所有的排水口的壓力進(jìn)行全部測量，并保證測量的準(zhǔn)確性。通過測控裝置4的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電路控制系統(tǒng)、控制算法及通信模式的優(yōu)化，所設(shè)計(jì)的整套系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)對(duì)整個(gè)水壩排水口的滲流測控。實(shí)施例1:以水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)一個(gè)測控單元結(jié)構(gòu)為例，如圖2所示:I)、在排水孔底部安裝壓力傳感器I，測量水壩排水孔處的滲流壓力；2)、在引流橫管2.1中部安裝流量傳感器2，測量水壩排水孔滲流流量；3)、在孔口裝置的豎管上安裝電控閥門3，以控制滲流水管3.1的流量；4)、在排水口集中位置安裝有測控裝置4，測控裝置4通過電纜6與壓力傳感器1、流量傳感器2及電動(dòng)閥或者電磁閥連接進(jìn)行通信；5)、壓力傳感器I采用壓力測量元件，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過電纜6將電信號(hào)傳輸?shù)綔y控裝置4 ；[0031]6)、流量計(jì)采用霍爾效應(yīng)將排水口滲流出的水進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量，并根據(jù)轉(zhuǎn)速與流量的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算得出排水口滲流流速；7)、測控裝置4按照設(shè)定的下位機(jī)程序，周期性的對(duì)所連接的測控單元進(jìn)行掃描，將每一組測控單元的壓力值、流量值和啟閉信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并根據(jù)工控機(jī)5已發(fā)布的閥門啟閉命令調(diào)整閥門保持能夠準(zhǔn)確采集到排水口滲流壓力；8)、測控裝置4通過無線或者有線的方式與工控機(jī)5連接；9)、根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的采集程序步驟，工控機(jī)內(nèi)的程序發(fā)出對(duì)電控閥門3的控制信號(hào)，由測控裝置4實(shí)施對(duì)電控閥門3的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控；10)、排水口的閥門是常開狀態(tài)，除非其進(jìn)入采集階段，才會(huì)關(guān)閉閥門直至壓力采集完成;11)、為了保證排水口在測控時(shí)關(guān)閉閥門的情況下，不造成大壩壩底揚(yáng)壓力過大，將每一個(gè)測控裝置4中相同編號(hào)測控單元的采集時(shí)間設(shè)置為相同時(shí)間段，故而能夠?qū)⑺信潘诜侄啻瓮瓿蓽y量，比如在開始某次采集時(shí)，所有測控裝置4的第三路測控單元進(jìn)行測控程序相應(yīng)步驟；12)、根據(jù)現(xiàn)場排水口的布置情況，將測控裝置4均勻分布，按照設(shè)定的程序，在完成上一采集時(shí)間的采集任務(wù)后，待測量排水口(每一個(gè)測控裝置的同一編號(hào)路測控單元的采集時(shí)間相同，)開始進(jìn)行流量的采集，待完成流量采集后，所有待測量排水口關(guān)閉閥門，進(jìn)行壓力測量，每隔IOmin采集一次壓力數(shù)據(jù)，當(dāng)連續(xù)兩次測值之差小于3倍儀器分辨率時(shí)，工控機(jī)5自動(dòng)記錄最后一次的壓力測值，然后打開電控閥門3放流，結(jié)束本次壓力參數(shù)采集;13)、按照程序設(shè)定在一次測量周期內(nèi)，所有的測控單元都完成壓力參數(shù)采集；
·[0039]14)、壓力傳感器1、流量傳感器2、電控閥門3及測控裝置4均采取電路部分全密封的措施，保證這些設(shè)備不受現(xiàn)場濕氣及其他環(huán)境因素的影響而損壞。實(shí)施例2:以水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為例:I)、工控機(jī)5能夠同時(shí)與多個(gè)測控裝置4進(jìn)行連接，并完成對(duì)多個(gè)測控裝置4所連接的測控單元的通信；2)、根據(jù)現(xiàn)場空間分布決定，測控裝置4采用無線方式進(jìn)行與工控機(jī)5的連接；3)、在現(xiàn)場架設(shè)覆蓋所有測控裝置4及工控機(jī)5的無線局域網(wǎng)，為了保證無線信號(hào)的可靠性，在整個(gè)所需覆蓋區(qū)域增加路由器橋接，構(gòu)建一個(gè)無線信號(hào)完全覆蓋且信號(hào)穩(wěn)定的局域網(wǎng)；4)、每一個(gè)測控裝置4固定占用無線局域網(wǎng)中的一個(gè)IP地址，根據(jù)TCP/IP通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與工控機(jī)5的通信；5)、為保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，工控機(jī)5、無線路由器、測控裝置4的動(dòng)力供應(yīng)均通過UPS，其在有市電供應(yīng)時(shí)起到穩(wěn)壓作用，在失去市電的事故狀態(tài)下進(jìn)行電源供給，減少整套系統(tǒng)受電源波動(dòng)和失電的影響；6)、工控機(jī)5上對(duì)通過測控裝置4傳輸過來的壓力參數(shù)、流量參數(shù)及閥門啟閉信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)，以備控制程序?qū)?shù)據(jù)的調(diào)用，并能夠按照設(shè)定要求編制報(bào)表定期發(fā)布到管理員郵箱；[0048]7)、為了提高整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)事故的應(yīng)急能力，增加系統(tǒng)執(zhí)行失敗的報(bào)警提醒，并及時(shí)發(fā)布到管理員郵箱，以便管理員能夠?qū)κ鹿实臓顟B(tài)做出反應(yīng)，直至采取人工干預(yù)；8)、測控裝置4的電源采用集中供給方式，一套電源供給系統(tǒng)包括UPS和變壓器，能夠?yàn)橄掠螠y控裝置及電控閥門3提供低壓電源，同時(shí)能夠?yàn)樗麄兲峁︰PS的服務(wù)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也節(jié)省了電源成本，還減少了現(xiàn)場布線成本和工作量；9)、工控機(jī)5上的控制程序，能夠及時(shí)從數(shù)據(jù)庫中獲取測控裝置4周期性采集的壓力參數(shù)、流量參數(shù)、閥門啟閉信息及，并能夠在程序中將參數(shù)值進(jìn)行時(shí)域圖像展示；10)、工控機(jī)5獲取相應(yīng)參數(shù)之后根據(jù)設(shè)定的控制算法，計(jì)算之后得出相應(yīng)的控制命令，對(duì)閥門進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)智 能控制。
權(quán)利要求1.一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，其特征在于包括: 安裝于排水孔底部的壓力傳感器(I)，所述壓力傳感器(I)用于測量排水孔滲流壓力； 安裝于引流橫管(2.1)的流量傳感器(2 )，所述流量傳感器(2 )用于測量排水孔滲流流量; 安裝于滲流水管(3.1)的電控閥門(3)，所述電控閥門(3)用于控制滲流水管(3.1)的流量； 安裝于排水口位置的測控裝置(4)，所述測控裝置(4)與壓力傳感器(I)、流量傳感器(2)、電控閥門(3)連接，測控裝置(4) 連接工控機(jī)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述排水口為多組，每組為一個(gè)測控單元，每一個(gè)測控單元包括:壓力傳感器(I)、流量傳感器(2)、電控閥門(3)，所述測控裝置(4)同時(shí)連接多個(gè)測控單元，對(duì)多個(gè)測控單元進(jìn)行測量和控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述測控裝置(4)通過有線或者無線方式與工控機(jī)(5)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述電控閥門(3)為電動(dòng)閥或者電磁閥。
專利摘要一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，包括安裝于排水孔底部的壓力傳感器，所述壓力傳感器用于測量排水孔滲流壓力；安裝于引流橫管的流量傳感器，所述流量傳感器用于測量排水孔滲流流量；安裝于滲流水管的電控閥門，所述電控閥門用于控制滲流水管的流量；安裝于排水口位置的測控裝置，所述測控裝置與壓力傳感器、流量傳感器、電控閥門連接，測控裝置連接工控機(jī)。本實(shí)用新型一種水壩排水孔滲流參數(shù)智能測控系統(tǒng)，有效對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)水壩排水孔內(nèi)滲流流量和壓力參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化測試。
文檔編號(hào)E02D33/00GK203129200SQ20132015297
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者周厚貴, 譚愷炎, 李焰, 李建斌, 陳衛(wèi)烈, 李萌 申請(qǐng)人:葛洲壩集團(tuán)試驗(yàn)檢測有限公司