專利名稱:土質(zhì)堤壩滲流監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置,尤其涉及一種通過溫度變化來監(jiān)測(cè)土質(zhì)提壩滲流的裝置。
背景技術(shù):
根據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計(jì),因滲流問題引起的提壩失事占40%以上,因此,滲流已成為提壩安全監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容之一,同時(shí)也發(fā)明了很多復(fù)雜的探測(cè)裝置,包括瞬變電磁法(TEM)提防滲漏探測(cè)儀;大地電導(dǎo)率儀(頻率域電磁法,F(xiàn)EM);布設(shè)滲壓計(jì)(孔隙水壓力計(jì));探地雷達(dá)以及近年發(fā)展起來的同時(shí)測(cè)溫度、應(yīng)力的光纖傳感器等等。盡管如此,目前唯一的一種能夠迅速普及、廣泛應(yīng)用的當(dāng)屬滲漏水溫探測(cè)法。工作原理是當(dāng)提身滲透系數(shù)增加、浸潤線升高,或出現(xiàn)淺層基礎(chǔ)滲漏時(shí),在提防內(nèi)坡(背水坡)提腳地下和內(nèi)坡提身內(nèi)溫度下降。 利用這一滲漏溫差現(xiàn)象,可用布設(shè)溫度計(jì)的方法探測(cè)滲漏部位。滲漏水溫探測(cè)具有價(jià)廉、簡單、易于操作等優(yōu)點(diǎn),對(duì)操作人員要求不高,因此,得到了廣泛應(yīng)用。但是由于利用的是水、 土自然溫度差異,滲漏溫差大小,直接受外界溫度變化的影響,導(dǎo)致檢測(cè)靈敏度發(fā)生變化, 使可靠性有高有低,最佳時(shí)期為夏秋季節(jié)的7 10月份。相關(guān)專利“提壩滲流通道檢測(cè)用地溫測(cè)量系統(tǒng)”實(shí)用新型,專利號(hào)ZL200720143480. 2。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種同樣價(jià)廉、簡單、易于操作,而可靠性明顯高于普通滲漏溫差法的土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置,該裝置被設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的二線制4 20mA變送器形式,包括滲漏溫差探頭和標(biāo)準(zhǔn)的二線制4 20mA變送器電路,由安裝在探針支架橫梁上的引出線和探針端部上的加熱器、上游熱敏電阻、下游熱敏電阻共同組成了滲漏溫差探頭,上游熱敏電阻與下游熱敏電阻的阻值相等,溫升特性一致,安裝加熱器的探針的遠(yuǎn)離加熱器的一端固定于探針支架橫梁的正中,安裝加熱器的探針與探針支架橫梁相互垂直,安裝上游熱敏電阻的探針的遠(yuǎn)離上游熱敏電阻的一端和安裝下游熱敏電阻的探針的遠(yuǎn)離下游熱敏電阻的一端分別對(duì)稱地固定于探針支架橫梁的兩端,安裝上游熱敏電阻的探針和安裝下游熱敏電阻的探針分別與探針支架橫梁相互垂直,而共同與安裝加熱器的探針平行,安裝上游熱敏電阻的探針與安裝下游熱敏電阻的探針等長,而短于安裝加熱器的探針,加熱器通過加熱電源開關(guān)與加熱供電電源相接,上游熱敏電阻、下游熱敏電阻與二線制4 20mA 變送器電路相接,如果是正溫度系數(shù)熱敏電阻,就分別是二線制4 20mA變送器電路中的 RT2和RT1,如果是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,就分別是二線制4 20mA變送器電路中的RTl和 RT2,電阻Rl、R2和電容Cl組成了低通濾波器,熱敏電阻RTl通過低通濾波電阻Rl與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的正輸入端連接,熱敏電阻RT2通過低通濾波電阻R2 與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的負(fù)輸入端連接,低通濾波電阻Rl的阻值與低通濾波電阻R2的阻值相等,低通濾波電容Cl的兩端分別與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的正、負(fù)輸入端連接,熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2由二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的兩個(gè)對(duì)稱的恒流源分別供電,其余僅與二線制4 20mA變送器集成電路 XTRlOl相關(guān)的連接參照二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的數(shù)據(jù)手冊(cè)和附圖2,不再贅述,RVl電位器用于4mA零點(diǎn)調(diào)整,RVl電位器用于20mA滿度調(diào)整,調(diào)整好的二線制4 20mA變送器電路密封于探針支架橫梁中。將滲漏溫差探頭的探針,安裝有加熱器、上游熱敏電阻、下游熱敏電阻的一端,向上預(yù)埋在要監(jiān)測(cè)滲流狀況的土質(zhì)提壩內(nèi),安裝加熱器的探針和安裝上游熱敏電阻、下游熱敏電阻的探針?biāo)谄矫媾c水平面垂直,探針支架橫梁縱向與要監(jiān)測(cè)的滲流方向平行,安裝上游熱敏電阻的探針位于要監(jiān)測(cè)滲流的迎水面,檢測(cè)前,打開加熱電源開關(guān)使加熱器發(fā)熱, 加熱后,如果沒有滲流,因?yàn)樯嫌螣崦綦娮?、下游熱敏電阻安裝對(duì)稱的關(guān)系,兩者溫升一致, 溫差為零,二線制4 20mA變送器電路輸出為4mA,如果有滲流,滲流將使上游熱敏電阻的溫度降低而使下游熱敏電阻的溫度升高,兩者溫差大小,取決于滲流大小,滲流越大,溫差越大,相應(yīng)的二線制4 20mA變送器電路的輸出也隨之增加,從而間接的測(cè)出了是否有滲流及滲流的大小。本發(fā)明具有如下積極效果1、本發(fā)明的土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置,采用局部加溫的方法,不依賴水、土自然溫差,可靠性高,適應(yīng)性好;2、本發(fā)明的土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置,檢測(cè)具有方向性,僅對(duì)危害提壩安全的滲流敏感,而垂直于水平面的一般降雨入滲則不會(huì)引起誤報(bào);3、本發(fā)明的土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置,設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的二線制4 20mA變送器形式, 既便于數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,也方便連接在各種數(shù)據(jù)采集器上,對(duì)多個(gè)土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行集中自動(dòng)巡檢,由數(shù)據(jù)采集器的開關(guān)輸出端口控制自動(dòng)加熱,再由數(shù)據(jù)采集器的模擬輸入端口自動(dòng)采集滲流數(shù)據(jù),無需設(shè)計(jì)制作專用的數(shù)據(jù)采集器。
圖1為本發(fā)明土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置的滲漏溫差探頭示意圖。圖2為本發(fā)明土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置的二線制4 20mA變送器電路圖。
具體實(shí)施例方式一種土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置,如圖1、圖2所示,該裝置被設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的二線制4 20mA變送器形式,包括滲漏溫差探頭和標(biāo)準(zhǔn)的二線制4 20mA變送器電路,由安裝在探針支架橫梁2上的引出線1和探針端部上的加熱器3、上游熱敏電阻4、下游熱敏電阻5組成了滲漏溫差探頭,上游熱敏電阻4與下游熱敏電阻5的阻值相等,溫升特性一致,安裝加熱器3的探針的遠(yuǎn)離加熱器3的一端固定于探針支架橫梁2的正中,安裝加熱器3的探針與探針支架橫梁2相互垂直,安裝上游熱敏電阻4的探針的遠(yuǎn)離上游熱敏電阻4的一端和安裝下游熱敏電阻5的探針的遠(yuǎn)離下游熱敏電阻5的一端分別對(duì)稱地固定于探針支架橫梁 2的兩端,安裝上游熱敏電阻4的探針和安裝下游熱敏電阻5的探針分別與探針支架橫梁2 相互垂直,而共同與安裝加熱器3的探針平行,安裝上游熱敏電阻4的探針與安裝下游熱敏電阻5的探針等長,而短于安裝加熱器3的探針,加熱器3通過加熱電源開關(guān)與加熱供電電源相接,上游熱敏電阻4、下游熱敏電阻5與二線制4 20mA變送器電路相接,如果是正溫度系數(shù)熱敏電阻,就分別是二線制4 20mA變送器電路中的RT2和RTl,如果是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,就分別是二線制4 20mA變送器電路中的RTl和RT2,電阻R1、R2和電容Cl組成了低通濾波器,熱敏電阻RTl通過低通濾波電阻Rl與二線制4 20mA變送器集成電路 XTRlOl的正輸入端連接,熱敏電阻RT2通過低通濾波電阻R2與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的負(fù)輸入端連接,低通濾波電阻Rl的阻值與低通濾波電阻R2的阻值相等, 低通濾波電容Cl的兩端分別與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的正、負(fù)輸入端連接,熱敏電阻RT1、熱敏電阻RT2由二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的兩個(gè)對(duì)稱的恒流源分別供電,其余僅與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl相關(guān)的連接參照二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的數(shù)據(jù)手冊(cè)和附圖2,不再贅述,RVl電位器用于4mA 零點(diǎn)調(diào)整,RVl電位器用于20mA滿度調(diào)整,調(diào)整好的二線制4 20mA變送器電路密封于探針支架橫梁2中。 將滲漏溫差探頭的探針,安裝有加熱器3、上游熱敏電阻4、下游熱敏電阻5的一端,向上預(yù)埋在要監(jiān)測(cè)滲流狀況的土質(zhì)提壩內(nèi),安裝加熱器3的探針和安裝上游熱敏電阻 4、下游熱敏電阻5的探針?biāo)谄矫媾c水平面垂直,探針支架橫梁2縱向與要監(jiān)測(cè)的滲流方向平行,安裝上游熱敏電阻4的探針位于要監(jiān)測(cè)滲流的迎水面,檢測(cè)前,打開加熱電源開關(guān)使加熱器3發(fā)熱,加熱后,如果沒有滲流,因?yàn)樯嫌螣崦綦娮?、下游熱敏電阻5安裝對(duì)稱的關(guān)系,兩者溫升一致,溫差為零,二線制4 20mA變送器電路輸出為4mA,如果有滲流,滲流將使上游熱敏電阻4的溫度降低而使下游熱敏電阻5的溫度升高,兩者溫差大小,取決于滲流大小,滲流越大,溫差越大,相應(yīng)的二線制4 20mA變送器電路的輸出也隨之增加,從而間接的測(cè)出了是否有滲流及滲流的大小。
權(quán)利要求
1. 一種土質(zhì)提壩滲流監(jiān)測(cè)裝置,其特征在于包括滲漏溫差探頭和標(biāo)準(zhǔn)的二線制4 20mA變送器電路,由安裝在探針支架橫梁⑵上的引出線⑴和探針端部上的加熱器(3)、 上游熱敏電阻G)、下游熱敏電阻( 組成了滲漏溫差探頭,上游熱敏電阻(4)與下游熱敏電阻(5)的阻值相等,溫升特性一致,安裝加熱器(3)的探針的遠(yuǎn)離加熱器(3)的一端固定于探針支架橫梁(2)的正中,安裝加熱器(3)的探針與探針支架橫梁(2)相互垂直,安裝上游熱敏電阻(4)的探針的遠(yuǎn)離上游熱敏電阻(4)的一端和安裝下游熱敏電阻(5)的探針的遠(yuǎn)離下游熱敏電阻(5)的一端分別對(duì)稱地固定于探針支架橫梁O)的兩端,安裝上游熱敏電阻的探針和安裝下游熱敏電阻(5)的探針分別與探針支架橫梁(2)相互垂直,而共同與安裝加熱器(3)的探針平行,安裝上游熱敏電阻的探針與安裝下游熱敏電阻(5) 的探針等長,而短于安裝加熱器C3)的探針,加熱器C3)通過加熱電源開關(guān)與加熱供電電源相接,上游熱敏電阻G)、下游熱敏電阻(5)與二線制4 20mA變送器電路相接,如果是正溫度系數(shù)熱敏電阻,就分別是二線制4 20mA變送器電路中的(RT2)和(RT1),如果是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,就分別是二線制4 20mA變送器電路中的(RTl)和(RT2),電阻(Rl)、 (R2)和電容(Cl)組成了低通濾波器,熱敏電阻(RTl)通過低通濾波電阻(Rl)與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的正輸入端連接,熱敏電阻(RT2)通過低通濾波電阻(R2)與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的負(fù)輸入端連接,低通濾波電阻(Rl)的阻值與低通濾波電阻(R2)的阻值相等,低通濾波電容(Cl)的兩端分別與二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的正、負(fù)輸入端連接,熱敏電阻(RT1)、熱敏電阻(RT2)由二線制4 20mA變送器集成電路XTRlOl的兩個(gè)對(duì)稱的恒流源分別供電,調(diào)整好的二線制4 20mA變送器電路密封于探針支架橫梁O)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種土質(zhì)堤壩滲流監(jiān)測(cè)裝置,將安裝有加熱器、上游熱敏電阻、下游熱敏電阻的滲漏溫差探頭預(yù)埋在要監(jiān)測(cè)滲流狀況的土質(zhì)堤壩內(nèi),檢測(cè)前,打開加熱電源開關(guān)使加熱器發(fā)熱,加熱后,如果沒有滲流,因?yàn)樯嫌螣崦綦娮?、下游熱敏電阻安裝對(duì)稱的關(guān)系,兩者溫升一致,溫差為零,二線制4~20mA變送器電路輸出為4mA,如果有滲流,滲流將使上游熱敏電阻的溫度降低而使下游熱敏電阻的溫度升高,兩者溫差大小,取決于滲流大小,滲流越大,溫差越大,相應(yīng)的二線制4~20mA變送器電路的輸出也隨之增加,從而間接的測(cè)出了是否有滲流及滲流的大小。本裝置檢測(cè)具有方向性,僅對(duì)危害堤壩安全的滲流敏感,而一般降雨入滲不會(huì)引起誤報(bào),可靠性高,適應(yīng)性好。
文檔編號(hào)G01F3/00GK102175289SQ201110056740
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者劉楊, 孟兆江, 段愛旺, 段福義, 王景雷, 高勝國 申請(qǐng)人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所