CN105091854A - 一种新型自动型水管式沉降仪测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型自动型水管式沉降仪测量装置，包括观测屏，观测屏内设有若干个观测管，观测屏背后设置有临时水箱，临时水箱与观测管联通；观测管下装有压力传感器；观测屏连有蓄水桶组件；蓄水桶组件包括蓄水桶、液位开关、连接管、增压泵和四通阀门；其中，蓄水桶内壁上设有液位开关，蓄水桶底下设有增压泵，增加泵一侧连接蓄水桶，另一侧通过四通阀门连接观测屏和人工水箱；本发明提供了一种精度高、准确度、长期稳定性都很高的新型自动水管式沉降仪，完全实现了土石坝的垂直位移的自动化监测，测量时间、测量频率可自行设定，节约了人力、物力，降低了测量的成本，提高了测量的精度，可以广泛应用在土石坝等类似工程的内部垂直位移监测。

Description

一种新型自动型水管式沉降仪测量装置

技术领域

本发明属于土石坝测量领域，特别涉及一种新型自动型水管式沉降仪测量装置。

背景技术

水管式沉降仪是由连通器原理制成，主要用于土石坝垂直位移监测。由埋设在被测点的测头、观测房内的观测管以及连接两者的连接管(包括进水管、排水管、通气管)、保护管等组成。观测管与沉降测头通过进水管连接，通气管使沉降测头内的气压与外界保持一致，当沉降测头内的水杯充满水并溢出后，观测管内水位与测头水杯内水位等高。这样测得观测管内的水位变化量就是坝内测点相对于观测房的沉降量。

目前大部分工程现场应用较多的是人工型水管式沉降仪，即通过人工的方式进行加水、数据读数等操作。同时，市场上也有一些型号的自动型水管式沉降仪，但是普遍存在安装复杂、测值不准、故障率高等缺点，工程应用效果不理想。

现有的人工型水管式沉降仪整体结构简单，制造成本也低，但这种人工型水管式沉降仪整个过程为人工操作，测量方式需耗费大量的人力、物力进行周期性的观测，劳动强度大、效率低，且测量成本较高；测量数据无法直接接入大坝自动化安全监测系统。

现有的自动型水管式沉降仪采用一个传感器测量多个观测管测值，各测点测量时通过电磁阀切换配合，且无法解决断电测量的问题；连接管路复杂，测量流程复杂，管路内的容易产生气泡，影响测量准确性；其次，整套系统中电磁阀数量多、故障率较高，单个电磁阀故障可造成整套系统无法运行，实际应用效果不理想；同时，操作人员无法通过自动化系统确定蓄水桶中水位高度，确定补水时间，自动化程度有待提升。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种新型自动型水管式沉降仪测量装置，以解决现有技术中测量流程复杂，耗费大量人力，测量成本较高和无法解决断电测量的问题。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型自动型水管式沉降仪测量装置，包括观测屏和测控箱，所述观测屏内设置有若干个观测管，观测屏背后设置有临时水箱，所述临时水箱通过管道与各个观测管联通；每个观测管下方均安装有压力传感器；所述观测屏通过管道连接有蓄水桶组件；

所述蓄水桶组件包括蓄水桶、液位开关、连接管、增压泵和四通阀门；其中，蓄水桶内壁上设置有液位开关，蓄水桶底下设置有增压泵，所述增加泵一侧通过连接管连接蓄水桶，另一侧通过四通阀门连接观测屏和人工水箱。

优选的，所述压力传感器式高精度压力传感器，所述高精度压力传感器内的膜片采用陶瓷材质，高精度压力传感器的分辨率小于1mm，精度高于0.2％FS。

进一步的，所述四通阀门一侧设置有一通，并连接增加泵，另一侧设置有三通，其中一通连接观测屏，其余两通分别连接人工水箱的进水管和排水管。

进一步的，所述四通阀门与观测屏、人工水箱的进水管和排水管的连接的三通处均设置有阀门。

进一步的，所述观测管上设置有刻度。

进一步的，所述临时水箱通过管道与各个观测管的联通处均设置有临时水箱阀门。

优选的，所述若干个观测管整齐的排布在观测屏内。

优选的，所述观测管为四个。

优选的，所述蓄水桶为不锈钢水桶。

进一步的，所述测控箱内部设有测控模块，测控模块上设置有两个开关量，其中一个连接增压泵，另一个连接液位开关，测控模块还多路开关连接每一个压力传感器，所述测控箱内还单独设置有增压泵工作按钮开关，增压泵工作按钮开关连接增压泵。

有益效果：本发明提供了一种精度高、准确度、长期稳定性都很高的新型自动水管式沉降仪，完全实现了土石坝的垂直位移的自动化监测，测量时间、测量频率可自行设定，节约了人力、物力，降低了测量的成本，提高了测量的精度，可以广泛应用在土石坝等类似工程的内部垂直位移监测；本发明实现了注水、测量、存储、反馈等全部流程的自动化控制与数据采集；每个观测管单独配置压力传感器，数据采集互不干扰。同时，压力传感器直接固定在观测管下方，减少了气泡等因素的影响，保证了自动化测量精度；一种新颖的四通阀门结构，将人工水箱、观测屏联成一体，保证本发明在有无市电的情况下均可正常供水、测量；外形结构紧凑、占用空间小，安装方便；工作流程简单，且实现故障自动反馈功能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明临时水箱的结构示意图；

图3是本发明蓄水桶组件的结构示意图；

图4是本发明四通阀门的三维结构示意图；

图5是本发明四通阀门的剖面图；

图6是本发明部分部件的连接框图；

图7是本发明电器元件框图；

图8是本发明的工作流程图；

其中：1-人工水箱，2-临时水箱，3-测控箱，4-蓄水桶组件，5-观测屏，6-观测管，7-压力传感器，8-蓄水桶，9-液位开关，10-连接管，11-增压泵，12-四通阀门，13-临时水箱阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-8所示，一种新型自动型水管式沉降仪测量装置，包括观测屏和测控箱，所述观测屏5内设置有若干个观测管6，观测屏5背后设置有临时水箱2，所述临时水箱2通过管道与各个观测管6联通；每个观测管6下方均安装有压力传感器7；所述观测屏5通过管道连接有蓄水桶组件4；

所述蓄水桶组件4包括蓄水桶5、液位开关9、连接管10、增压泵11和四通阀门12；其中，蓄水桶5内壁上设置有液位开关9，蓄水桶5底下设置有增压泵11，所述增加泵11一侧通过连接管10、连接蓄水桶5，另一侧通过四通阀门12连接观测屏5和人工水箱1；液位开关9固定在蓄水桶5的内壁上，液位开关9用于反馈筒内液面高度是否达到警示水位，液位开关9反馈的信息可以提示操作人员蓄水桶8水位是否满足要求，方便操作人员加水；增压泵11固定在蓄水桶下方，工作时可将蓄水桶内水注入到观测屏或人工水箱。

所述压力传感器7式高精度压力传感器，高精度压力传感器用于测量观测管中液面高度，所述高精度压力传感器内的膜片采用陶瓷材质，高精度压力传感器的分辨率小于1mm，精度高于0.2％FS，高于相关标准要求。

所述四通阀门12一侧设置有一通，并连接增加泵11，另一侧设置有三通，其中一通连接观测屏5，其余两通分别连接人工水箱1的进水管和排水管。

所述四通阀门12与观测屏5、人工水箱1的进水管和排水管的连接的三通处均设置有阀门；人工水箱1的安装位置高于观测屏5，所述人工水箱1内部存储一定量水，可在断电的情况下为观测管供水；在有电的情况下，打开四通阀门12与观测屏5之间的阀门，增压泵11可以将蓄水桶8的水注入观测屏5进行正常测量；打开四通阀门12与人工水箱1进水管之间的阀门，将蓄水桶8中的水注入人工水箱1作为备用；在没有电的情况下，同时打开四通阀门12与观测屏5之间的阀门和四通阀门12与人工水箱1排水管之间的阀门，人工水箱1的水可进入观测屏5进行测量。

所述观测管6上设置有刻度，便人工读数。

所述临时水箱2通过管道与各个观测管6的联通处均设置有临时水箱阀门13，通过调节临时水箱阀门13，可将各个观测管6中的注水调至均匀。

所述若干个观测管6整齐的排布在观测屏5内。

所述观测管6的数量可根据要求定制，本发明中优选为四个。

所述蓄水桶8为不锈钢水桶，用于储水。

所述测控箱内部设有测控模块，测控模块上设置有两个开关量，其中一个连接增压泵，另一个连接液位开关，测控模块还多路开关连接每一个压力传感器，所述测控箱内还单独设置有增压泵工作按钮开关，增压泵工作按钮开关连接增压泵；所述测控模块具备过程控制及数据采集功能，测控模块发出的命令，通过多路开关选通指定压力传感器进行数据采集，并且可实时采集水位告警开关状态信号，测控模块可根据需要完成测点创建、测点单检、定时测量等功能；其次，测控模块可控制增压泵的启闭，同时，测控模块可实时采集液位开关的开关状态信号；为方便现场调试，测控箱内还单独设置了增压泵工作按钮开关，该按钮开关可直接控制增压泵的启闭。本发明不仅可以完成正常的工作流程，还可以根据液位开关9反馈的信息提示操作人员蓄水桶8水位是否满足要求，方便操作人员加水。

本发明的工作流程，流程开始，首选通过液位开关判断蓄水桶中水位是否满足要求，若蓄水桶中的水位满足要求，则增压泵运行，蓄水桶中的水开始向观测管内注入，水位足够后，等待设备进入平衡稳定，然后开始测量，压力传感器将数据传输到测控模块，保存测值，退出，流程结束；若蓄水桶中水位不满足要求，则本发明报错，直接保存测值，退出，程序结束，此时方便操作人员需要给蓄水桶中加水，直至蓄水桶中的水位满足要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型自动型水管式沉降仪测量装置，包括观测屏和测控箱，其特征在于：所述观测屏内设置有若干个观测管，观测屏背后设置有临时水箱，所述临时水箱通过管道与各个观测管联通；每个观测管下方均安装有压力传感器；所述观测屏通过管道连接有蓄水桶组件；

所述蓄水桶组件包括蓄水桶、液位开关、连接管、增压泵和四通阀门；其中，蓄水桶内壁上设置有液位开关，蓄水桶底下设置有增压泵，所述增加泵一侧通过连接管、连接蓄水桶，另一侧通过四通阀门连接观测屏和人工水箱。

2.根据权利要求1所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述压力传感器式高精度压力传感器，所述高精度压力传感器内的膜片采用陶瓷材质，高精度压力传感器的分辨率小于1mm，精度高于0.2％FS。

3.根据权利要求1所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述四通阀门一侧设置有一通，且连接增加泵，另一侧设置有三通，其中一通连接观测屏，其余两通分别连接人工水箱的进水管和排水管。

4.根据权利要求3所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述四通阀门与观测屏、人工水箱的进水管和排水管的连接的三通处均设置有阀门。

5.根据权利要求1所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述观测管上设置有刻度。

6.根据权利要求1所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述临时水箱通过管道与各个观测管的联通处均设置有临时水箱阀门。

7.根据权利要求1所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述若干个观测管整齐的排布在观测屏内。

8.根据权利要求7所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述观测管为四个。

9.根据权利要求1所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述蓄水桶为不锈钢水桶。

10.根据权利要求1所述的新型自动型水管式沉降仪测量装置，其特征在于：所述测控箱内部设有测控模块，测控模块上设置有两个开关量，其中一个连接增压泵，另一个连接液位开关，测控模块还多路开关连接每一个压力传感器，所述测控箱内还设置有增压泵工作按钮开关，增压泵工作按钮开关连接增压泵。