傳熱橋式?jīng)_淤傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種傳熱橋式?jīng)_淤傳感器。本實用新型基于以下基本原理：熱源與感溫點分別位于傳熱橋兩端，熱源散發(fā)出的熱量經(jīng)過傳熱橋傳至感溫點，當(dāng)傳熱橋處于水體時，熱量散失與水流速度呈正相關(guān)性，且明顯大于土體。本實用新型的傳感器外殼為不銹鋼管，其內(nèi)部分別在兩端安裝有加熱塊和溫度探頭，中間以隔溫層充填。加熱塊作為熱源使用，不銹鋼管作為傳熱橋，將熱量傳遞給溫度探頭（感溫點）。輸入額定電流使加熱塊持續(xù)發(fā)熱，通過測量溫度探頭在加熱過程中的溫度變化速度和幅度，就可以區(qū)分傳感器所處環(huán)境是水體或者土體。將若干只傳感器安裝在同一地點的不同深度位置，能夠區(qū)分出水體與土體的分界面，最終確定沖淤深度。
【專利說明】傳熱橋式?jīng)_丨於傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種水利工程監(jiān)測裝置，具體涉及一種傳熱橋式?jīng)_淤傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在水利、取排水、海河岸堤壩防護(hù)、橋梁、海洋平臺等工程中，水流的沖刷對結(jié)構(gòu)造成破壞的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。結(jié)構(gòu)物地基往往由于水流的沖蝕而使得其強(qiáng)度降低，給結(jié)構(gòu)物的安全帶來隱患。因為水流的沖刷都在水下，一般很難及時發(fā)現(xiàn)，而結(jié)構(gòu)物一旦由于沖刷產(chǎn)生破壞時，往往導(dǎo)致都是諸如垮塌等惡性事故，危及廣大人民群眾的財產(chǎn)和生命安全。
[0003]熱量散失速度與所處環(huán)境密切相關(guān)，水體環(huán)境要比土體環(huán)境更容易散熱，且散熱速度與水流速度呈正相關(guān)性。根據(jù)土體與水體在散熱性能方面的差異，本實用新型提供一種新型的傳感器，測量沖淤深度，進(jìn)而實現(xiàn)沖淤狀態(tài)的自動實時監(jiān)測。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種傳熱橋式?jīng)_淤傳感器，基于水體和土體中熱量散失速度不同的原理，通過測量傳感器所處環(huán)境的熱量散失速度來區(qū)分水體和土體，用以監(jiān)測水下沖淤變化，具有高精確度、高耐久性、制作簡單、成本低等優(yōu)勢。
[0005]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為:
[0006]傳感器包括電線、密封層、加熱塊、不銹鋼管、隔溫層、溫度探頭、信號線。不銹鋼管內(nèi)中部裝有一段隔溫層。在隔溫層一端安裝加熱塊，并連接電線引出；另一端安裝溫度探頭，并連接信號線引出。在不銹鋼管兩側(cè)填塞密封層防水密封。
[0007]本實用新型的傳感器工作原理和方法如下:
[0008]熱源與感溫點分別位于傳熱橋兩端，熱源散發(fā)出的熱量經(jīng)過傳熱橋傳至感溫點，傳熱橋在傳熱過程中會有熱量向周圍環(huán)境散失，根據(jù)所處環(huán)境不同，熱量散失的速度也有所不同一當(dāng)傳熱橋所處的環(huán)境為水體時，熱量散失速度與水流速度呈正相關(guān)性，且明顯大于土體環(huán)境。本實用新型中，加熱塊作為熱源使用，不銹鋼管作為傳熱橋，將熱量傳遞給溫度探頭(感溫點)。輸入額定電流使加熱塊持續(xù)發(fā)熱，加熱塊的熱量通過不銹鋼管傳遞給溫度探頭。加熱過程中，熱量散失速度越大，溫度探頭的溫度變化就越慢，溫度變化幅度也越?。煌ㄟ^測量溫度探頭在加熱過程中的溫度變化速度和幅度，就可以區(qū)分傳感器所處環(huán)境是水體或者土體。將若干只傳感器安裝在同一地點的不同深度位置，能夠區(qū)分出水體與土體的分界面，最終確定沖淤深度。
[0009]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點:
[0010](I)本實用新型的測量原理簡單可靠:本實用新型的傳感器會感應(yīng)到溫度變化，通過測量傳感器內(nèi)溫度探頭的溫度變化速度和幅度，可以確定傳感器在水體中還是在土體中，最終確定泥面位置；這種監(jiān)測方法，不受水流變化等因素干擾，數(shù)據(jù)精確穩(wěn)定；
[0011](2)本實用新型的傳感裝置制作工藝簡單，安裝方便，有廣闊的應(yīng)用前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益；[0012](3)本實用新型的測試精度高，其測試精度可達(dá)0.2m，并且可以根據(jù)具體要求改變精度，其精度主要可以通過改變傳感器數(shù)量以及間距大小實現(xiàn)；
[0013](4)本實用新型無需對安裝位置進(jìn)行限制，只要確保監(jiān)測時至少有兩個不同深度的傳感器分別在水體和土體中即可確定泥面位置；
[0014](5)本實用新型可對多個監(jiān)測點同時進(jìn)行沖刷監(jiān)測，可按照監(jiān)測需求，在多個監(jiān)測點安裝本實用新型的傳感器，實現(xiàn)區(qū)域性整體沖刷監(jiān)測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為傳感器靠岸式安裝示意圖。
[0017]圖3為傳感器離岸式安裝示意圖。
[0018]圖中各標(biāo)號:固定架11，傳感器12，電線121，密封層122，加熱塊123，不銹鋼管124，隔溫層125，溫度探頭126，信號線127，連接件2，錨碇3，卡槽31。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]結(jié)合圖1，傳感器12包括電線121、密封層122、加熱塊123、不銹鋼管124、隔溫層125、溫度探頭126、信號線127。不銹鋼管124內(nèi)中部裝有一段隔溫層125。在隔溫層125一端安裝加熱塊123，并連接電線121引出；另一端安裝溫度探頭126，并連接信號線127引出。在不銹鋼管124兩側(cè)填塞密封層122防水密封。
[0021]上述傳感器12制作方法，包括以下幾個步驟:
[0022](al)在不銹鋼管124內(nèi)中部安裝一段隔溫層125 ；
[0023](a2)在隔溫層125 —端安裝加熱塊123，在加熱塊123上連接電線121并引出；
[0024](a3)在隔溫層125另一端安裝溫度探頭126，在溫度探頭126上連接信號線127并引出；
[0025](a4)在不銹鋼管124兩端填塞密封層122防水密封。
[0026]本實用新型的傳感器12工作原理和方法如下:
[0027]熱源與感溫點分別位于傳熱橋兩端，熱源散發(fā)出的熱量經(jīng)過傳熱橋傳至感溫點，傳熱橋在傳熱過程中會有熱量向周圍環(huán)境散失，根據(jù)所處環(huán)境不同，熱量散失的速度也有所不同一當(dāng)傳熱橋所處的環(huán)境為水體時，熱量散失速度與水流速度呈正相關(guān)性，且明顯大于土體環(huán)境。本實用新型中，加熱塊123作為熱源使用，不銹鋼管124作為傳熱橋，將熱量傳遞給溫度探頭126 (感溫點)。輸入額定電流使加熱塊123持續(xù)發(fā)熱，加熱塊123的熱量通過不銹鋼管124傳遞給溫度探頭126。加熱過程中，熱量散失速度越大，溫度探頭126的溫度變化就越慢，溫度變化幅度也越小；通過測量溫度探頭126在加熱過程中的溫度變化速度和幅度，就可以區(qū)分傳感器12所處環(huán)境是水體或者土體。將若干只傳感器12安裝在同一地點的不同深度位置，能夠區(qū)分出水體與土體的分界面，最終確定沖淤深度。
[0028]結(jié)合圖2和圖3，根據(jù)監(jiān)測需要，本實用新型的傳感器12提供靠岸式安裝方法和離岸式安裝方法。
[0029]上述靠岸式安裝方法由傳感裝置和連接件2組成。[0030]上述傳感裝置包括固定架11和傳感器12，在固定架11的每一層頂部內(nèi)側(cè)安裝一個傳感器12。
[0031]上述固定架11為L形型鋼焊接而成的格構(gòu)式管架。
[0032]上述靠岸式安裝方法，包括以下幾個步驟:
[0033](bl-Ι)將傳感裝置立置于監(jiān)測點；
[0034](bl-2)將傳感裝置順著水下結(jié)構(gòu)表面沉入，直至傳感裝置的大部分在泥面以下、小部分在泥面以上的位置；
[0035](bl-3)將傳感裝置的固定架11通過連接件2與水下結(jié)構(gòu)螺栓連接固定，完成傳感裝置最終的安裝。
[0036]上述離岸式安裝方法由傳感裝置和錨碇3組成。
[0037]上述傳感裝置包括固定架11和傳感器12，在固定架11的每一層頂部內(nèi)側(cè)安裝一個傳感器12。
[0038]上述固定架11為L形型鋼焊接而成的格構(gòu)式管架。
[0039]上述離岸式安裝方法，包括以下幾個步驟:
[0040](b2_l)將傳感裝置的固定架11根部與錨碇3內(nèi)的鋼筋焊接，并澆筑混凝土 ；
[0041](b2-2)將鋼護(hù)筒套在傳感裝置外，底端插入錨碇3頂面的卡槽31內(nèi)；
[0042](b2-3)將鋼護(hù)筒連同安裝好錨碇3的傳感裝置一同立置于監(jiān)測點；
[0043](b2-4)錘擊鋼護(hù)筒，使鋼護(hù)筒帶動安裝好錨碇3的傳感裝置插入土中，直至傳感裝置的大部分在泥面以下、小部分在泥面以上的位置，然后緩緩提起鋼護(hù)筒，使水下泥沙逐漸充填空隙，完成傳感裝置最終的安裝。
[0044]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種傳熱橋式?jīng)_淤傳感器，其特征在于:傳感器(12)包括電線(121)、密封層(122)、加熱塊(123)、不銹鋼管(124)、隔溫層(125)、溫度探頭(126)、信號線(127);不銹鋼管(124)內(nèi)中部裝有一段隔溫層(125);在隔溫層(125) —端安裝加熱塊(123)，并連接電線(121)引出；另一端安裝溫度探頭(126)，并連接信號線(127)引出；在不銹鋼管(124)兩側(cè)填塞密封層(122)防水密封。
【文檔編號】G01F23/22GK203405261SQ201320522768
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月24日
【發(fā)明者】丁勇 申請人:丁勇