CN102767193A

CN102767193A - 一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置

Info

Publication number: CN102767193A
Application number: CN2012102543427A
Authority: CN
Inventors: 张振华; 邓欢; 李洁; 袁密; 王飞宇
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: CN102767193B

Abstract

一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，包括流量计量仪、集中器，所述流量计量仪连接有排污装置，所述流量计量仪通过无线网络连接集中器。本发明一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，该装置具有排污功能，能够精确测量坝基渗流量，能远程自动实时向监测中心传送渗流数据，有效提高了监测的效率。

Description

一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置

技术领域

本发明一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，属于水利水电工程领域。

背景技术

当水库蓄水后，在水压力的作用下，存在水流沿着坝身、坝基和坝肩渗向下游的可能，给大坝的安全运行带来隐患，严重情况下产生管涌、流土、失稳等。因此，为保证大坝运行期的安全，及时准确地获取坝基的渗流信息显得尤为重要。

传统的监测方法一般结合量水堰（量水井）法进行，通过测量水堰水位变化，最终测得坝基渗流量。量水堰标准结构对场地有一定要求，而坝基渗流量监测测点一般位于坝基廊道内，通过坝基内部设置集水沟进行测量；用量水堰测渗流量时，需要监测人员到每个测点采集监测数据。由于夏天廊道内外温差大，容易使得长期从事监测的工作人员在廊道内外气温变化影响下发生感冒、关节痛等疾病。当坝基渗流量较大时，坝基大量的渗水引起集水沟的流水漫出沟顶，量水堰（水漫过堰顶）将失效。

目前，国内外最先进的测流仪器ADCP是利用声学多普勒原理，对过水断面的流速进行测量，进而计算出所测断面的流量。ADCP测流量是通过在坝基廊道内部设置集水沟的方式进行测量，具有监测数据自动采集功能。但ADCP多为进口设备，价格昂贵，且当坝基渗流量较大时，坝基大量的渗水会引起集水沟的流水漫出沟顶，采用ADCP进行坝基渗流量监测也将失效。

另外，坝基渗出的水含有渗流通道中的析出物，经过一段时间的渗流，水中的析出物沉积，极易造成仪器的堵塞，严重影响流量测量仪器的精度及使用寿命。然而，目前普遍使用坝基渗流监测设施尚缺乏排污装置。

发明内容

为解决上述坝基渗流监测方法的问题，本发明提供一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，该装置具有排污功能，能够精确测量坝基渗流量，能远程自动实时向监测中心传送渗流数据，有效提高了监测的效率。

本发明的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，包括流量计量仪、集中器，所述流量计量仪连接有排污装置，所述流量计量仪通过无线网络连接集中器。

所述排污装置包括渗流管，所述渗流管由直管段和弯管段连接而成，所述渗流水管连接有集污器。

所述集污器截面积比渗流管截面积大。

所述集污器通过螺纹接口与渗流管连接。

所述流量计量仪设有叶轮、字轮组、传感器、单片机，所述叶轮连接计量齿轮组，叶轮的转动带动计量齿轮组中齿轮转动，计量齿轮组连接字轮组，传感器将字轮组的机械式信号转换为电脉冲信号，输送给单片机，所述单片机设有无线收发模块，通过无线网络将信号数据传输给集中器。

所述流量计量仪的进水口位置设有过滤网。

所述流量计量仪设有一过滤罩，叶轮位于过滤罩中。

一种远程坝基渗流监测装置的排污方法，通过采用多个直管段和弯管段连接渗流管、渗流管设置多个集污器的结构，来扩大过水断面面积，使含杂质的水流流速降低，从而使水中的杂质在低流速条件下沉淀下来；当水中的杂质较多时，可调节集污器的截面积或者增加集污器的个数，来达到除去水中大部分杂质。

一种远程坝基渗流监测装置的远程监控方法，将坝基渗流测量与测量数据远程传输相结合，流量计量仪设有字轮组、传感器、单片机，通过传感器将字轮组指针机械信号转换成电脉冲信号，再通过单片机将电脉冲信号传送至集中器，再由集中器发送至管理中心，进而发送至相关工作人员的手机、电脑等终端设备上。

本发明一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置的有益效果如下：

1、本发明在流量计量装置前部的水流进口管段上设置排污装置，使得坝基渗出的水中所含的杂质在未进入流量计量仪前就被排污装置过滤，避免了流量计量仪被堵塞。

2、在排污装置的设计中，本发明设置了多个比渗流管截面积大的集污器，使渗流管中的水流在通过集污器时流速瞬间减小，从而促使水中的杂质在集污器中沉淀。集污器通过螺纹接口与渗流管连接，集污器可从渗流水管上分离，并进行定期人工清理，将杂质排出管外。

3、本发明在流量计量装置的进水口位置安装了过滤网，可以使水中杂质得到进一步的过滤，避免了流量计量装置被堵塞，确保其监测的精确性，延长仪器的使用寿命。

本发明将传统的流量计量仪与现代的远程数据传输系统相结合，实现了坝基渗流监测信息的自动化采集与远程传输；通过渗流监测信息自动化接收程序的设定，达到了渗流监测信息的接收实时化，从而实现了坝基渗流的远程自动实时监测，改变传统的人工测读监测数据的方式，避免长期从事监测的工作人员在坝基廊道内外气温变化影响下出现感冒、关节痛等相关疾病。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是发明装置结构示意图。

图2是发明远程数据传输系统结构框图。

具体实施方式

如图1所示，一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，包括流量计量仪22、集中器，所述流量计量仪22连接有排污装置21，所述流量计量仪22通过无线网络连接集中器。

所述排污装置21包括渗流管，所述渗流管由直管段和弯管段连接而成，所述集污器截面积比渗流管截面积大。如图1所示，第一渗流直管段1、第一渗流弯管段2、第一集污器4、第二渗流直管段5、第二渗流弯管段6、第二集污器7依次连接。所述第一集污器4、第二集污器7通过螺纹接口3与渗流管连接。

所述流量计量仪22包括表壳13，表壳13设有进水口10、出水口18，出水口18通过螺母17连接管道。所述流量计量仪22设有叶轮20、字轮组15、传感器14、单片机12，所述叶轮20连接计量齿轮组16，叶轮20的转动带动计量齿轮组16中齿轮转动，计量齿轮组16连接字轮组15，传感器14将字轮组15的机械式信号转换为电脉冲信号，输送给单片机12，所述单片机12设有无线收发模块，通过无线网络将信号数据传输给集中器。

所述流量计量仪22的进水口10位置设有过滤网9。所述流量计量仪22设有一过滤罩19，叶轮20位于过滤罩19中。

将排污装置21通过连接螺母8与流量计量仪22相连，水流方向如图1中所示。当水流经第一渗流直管段1和第一渗流弯管段2流入第一集污器4后，由于第一集污器4过水断面的扩大，水流流速变小，部分杂质将会在第一集污器4中沉淀。然后水流再经过第二渗流直管段5和第二渗流弯管段6，流入第二集污器7。水中的大部分杂质在第二集污器7中沉淀下来，继而经过过滤网9，进一步过滤杂质。流经过滤罩19的干净的水带动叶轮20，叶轮20的转动带动计量齿轮组16，计量齿轮组16是与字轮组15通过齿轮相连接，通过计量齿轮组16中齿轮转动的圈数来计量流量计量仪22的流量。当通过计量齿轮组16将渗流量测量出来后，传感器14可采用磁敏传感器，如韦根零功耗磁敏传感器WG311。将字轮组15的指针机械式信号转换为电脉冲信号，单片机12采集经整形处理后的电信号，并转化为流经水的流量，通过刻度盘11显示流量实况。流量计量仪22中单片机12中的无线收发模块，直接通过GSM/GPRS将数据通过GPRS/GSM通讯传输给集中器，集中器最后将渗流监测信息传输给管理中心，如图2所示。

在排污方面，采用了集污器结构。集污器可采用线性低密度聚乙烯材料，该种材料具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，适用于不同水压范围内坝基渗流量的监测。其制作主要包括充模、增密、保压和冷却等过程），主要作用是沉降杂质。当在流量Q一定时，根据Q=V*A（V为流速，A为过水面积）可知，当过水面积A增大时，水流速度V减小，水中的杂质因速度减小而沉淀在集污器中。此外，本发明在集污器的出水口安装过滤网9，使得杂质进一步过滤。同时，集污器通过螺纹接口3与渗流管连接，可从流量计量仪22上分离，并进行人工定期清理，将杂质排出管外。

Claims

1.一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，包括流量计量仪（22）、集中器，其特征在于，所述流量计量仪（22）连接有排污装置（21），所述流量计量仪（22）通过无线网络连接集中器。

2.根据权利要求1所述一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，其特征在于，所述排污装置（21）包括渗流管，所述渗流管由直管段和弯管段连接而成，所述渗流水管连接有集污器。

3.根据权利要求2所述一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，其特征在于，所述集污器截面积比渗流管截面积大。

4.根据权利要求2或3所述一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，其特征在于，所述集污器通过螺纹接口（3）与渗流管连接。

5.根据权利要求1所述一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，其特征在于，所述流量计量仪（22）设有叶轮（20）、字轮组（15）、传感器（14）、单片机（12），所述叶轮（20）连接计量齿轮组（16），叶轮（20）的转动带动计量齿轮组（16）中齿轮转动，计量齿轮组（16）连接字轮组（15），传感器（14）将字轮组（15）的机械式信号转换为电脉冲信号，输送给单片机（12），所述单片机（12）设有无线收发模块，通过无线网络将信号数据传输给集中器。

6.根据权利要求1或5所述一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，其特征在于，所述流量计量仪（22）的进水口（10）位置设有过滤网（9）。

7.根据权利要求1或5所述一种具有排污功能的远程坝基渗流监测装置，其特征在于，所述流量计量仪（22）设有一过滤罩（19），叶轮（20）位于过滤罩（19）中。

8.一种远程坝基渗流监测装置的排污方法，其特征在于，通过采用多个直管段和弯管段连接渗流管、渗流管设置多个集污器的结构，来扩大过水断面面积，使含杂质的水流流速降低，从而使水中的杂质在低流速条件下沉淀下来；当水中的杂质较多时，可调节集污器的截面积或者增加集污器的个数，来达到除去水中大部分杂质。

9.一种远程坝基渗流监测装置的排污方法，其特征在于，一种远程坝基渗流监测装置的远程监控方法，其特征在于，将坝基渗流测量与测量数据远程传输相结合，流量计量仪（22）设有字轮组（15）、传感器（14）、单片机（12），通过传感器（14）将字轮组（15）指针机械信号转换成电脉冲信号，再通过单片机（12）将电脉冲信号传送至集中器，再由集中器发送至管理中心，进而发送至相关工作人员的手机、电脑等终端设备上。