CN105486464A - 一种变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统及监测方法 - Google Patents
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Abstract
一种变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统及监测方法，所述的监测系统包括多个分别安装在变电站房顶楼板上的雨水渗漏监测装置以及房顶楼板雨水渗漏集中监测中心，多个雨水渗漏监测装置分别通过有线或无线与房顶楼板雨水渗漏集中监测中心连接；雨水渗漏监测装置包括平行板式电容传感器模块、信号转换模块、微处理器、存储模块、雨量测量模块、地址选择模块、显示模块、按键模块、RS485通讯模块、电源模块；平行板式电容传感器模块的两个极板引线与信号转换模块的输入端连接；信号转换模块的输出端与微处理器的I/O口连接；存储模块的输入端与微处理器的I/O口连接；雨量测量模块的输出端与微处理器的A/D端连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统及监测方法，属于变电站的安全监测技术领域。
背景技术
变电所建筑作为一种工业建筑，在防水抗渗方面，具有其共性之处，而户内变电所建筑由于其电气设备的特殊要求，重要电气设备房间的渗水有可能影响电气设备安全，因此，对建筑物的防渗防漏具有更高的要求。随着近几年电力建设的高速发展，一大批户内变电所建成投入了使用，从这些变电所的使用情况来看，有不少存在着渗漏现象，给变电所建筑的整洁美观和安全运行造成了影响和隐患。传统的建筑物渗漏监测的方法，仪器操作相对复杂，对监测人员技术水平要求较高，成本较高，不能进行大范围在线监测。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种可以提高变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测的实时性、可靠性，并减少维护成本，同时能降低变电站房顶楼板雨水渗漏给电气设备带来安全隐患的变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统及监测方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统，它包括多个分别安装在变电站房顶楼板上的雨水渗漏监测装置以及房顶楼板雨水渗漏集中监测中心，所述的多个雨水渗漏监测装置分别通过有线或无线与房顶楼板雨水渗漏集中监测中心连接；
所述的雨水渗漏监测装置包括平行板式电容传感器模块、信号转换模块、微处理器、存储模块、雨量测量模块、地址选择模块、显示模块、按键模块、RS485通讯模块、电源模块；平行板式电容传感器模块的两个极板引线与信号转换模块的输入端连接；信号转换模块的输出端与微处理器的I/O口连接；存储模块的输入端与微处理器的I/O口连接；雨量测量模块的输出端与微处理器的A/D端连接；显示模块的输入端与微处理器的I/O口连接；按键模块的输出端与微处理器的A/D端连接；RS485通讯模块输入及输出端与微处理器的通信接口连接；电源模块的输出端与微处理器的电源端连接；地址选择模块的输出端与微处理器的I/O口连接。
作为优选：所述的平行板式电容传感器模块是由靠的很近、相互平行且同样大小的两片金属板组成，所述的两片金属板分别置于旧楼板的上下层面上并构成电容器的两个极板，两片金属板中间的旧楼板中防水层成为一种电介质从而构成所述的平行板式电容传感器模块。
作为优选：所述平行板式电容传感器模块采用电容极板为单电容极板，它包括薄金属板、橡胶板、连接导线；所述的连接导线一端与簿铜箔连接，另一端与信号预处理电路的输入端连接；薄金属板浇筑在橡胶板内部；所述的单电容极板被放置在新房屋顶上，单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器的两个极板；新房屋顶中间的防水层成为所述单电容器的极板间电介质。
作为优选：所述平行板式电容传感器模块的两个极板通过引线与信号转换模块的输入端连接，所述的信号转换模块采用一将电容值的变化转化为频率信号的由NE555构成的振荡电路。
一种利用上述述变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统进行在线监测的方法，该在线监测方法是：房顶楼板雨水渗漏集中监测中心在监测楼顶顶板屋面时，将屋面均匀划分为若干监测单元，由雨水渗漏监测装置采集存储每个单元的检测数据，再绘制出屋面扫描的数据分布图，就可以获得整个屋面的渗漏分布情况，从而最终判断出湿源的位置和大小，通过对标准试件的检测，标定出监测频率值与防渗层含湿率的对应关系，将监测数据分为四档，含水率由高到低依次是A>B>C>D，画出等湿线，根据等湿线就可判断屋面雨水渗漏位置。
作为优选：所述雨水渗漏监测装置主要根据楼板出现雨水渗漏时，通过安装在楼板上平行板式电容传感器两块极板之间防水层电容介质发生明显变化，根据这一特性由雨水渗漏监测装置上传至雨水渗漏集中监测中心判断楼板是否发生雨水渗漏；同时，利用雨量测量模块的雨量计测量雨量大小，结合当天和近几天的气象条件，汇集而成的信息由雨水渗漏监测装置上传至雨水渗漏集中监测中心，由雨水渗漏集中监测中心综合判断房顶楼板的雨水渗漏情况。
本发明的积极效果是：本发明采用电容传感器原理，即利用楼板上下层安装的金属板构成的电容传感器，当楼板出现雨水渗漏时，电容介质发生明显变化，根据这一特性判断楼板是否发生雨水渗漏，利用采集电路测量电容值，经过电路调理转换为频率信号，并在该雨水渗漏监测装置上实时显示渗漏程度对应的频率值；本发明可以提高变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测的实时性、可靠性，并减少维护成本，同时降低了变电站房顶楼板雨水渗漏给电气设备带来的安全隐患。
附图说明
图1是本发明所述的结构组成框图。
图2是本发明所述房顶楼板雨水渗漏监测装置的结构组成框图。
图3是本发明所述平行板式电容传感器模块的结构原理框图。
图4是本发明所述信号转换模块的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的一种变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统，它包括多个分别安装在变电站房顶楼板上的雨水渗漏监测装置1以及房顶楼板雨水渗漏集中监测中心2，所述的多个雨水渗漏监测装置1分别通过有线或无线与房顶楼板雨水渗漏集中监测中心2连接；图中所述的雨水渗漏监测装置1包括1号房顶楼板雨水渗漏监测装置、2号房顶楼板雨水渗漏监测装置、以及n号房顶楼板雨水渗漏监测装置。
图2所示，所述的雨水渗漏监测装置包括平行板式电容传感器模块3、信号转换模块4、微处理器5、存储模块6、雨量测量模块7、地址选择模块8、显示模块9、按键模块10、RS485通讯模块11、电源模块12；平行板式电容传感器模块3的两个极板引线与信号转换模块4的输入端连接；信号转换模块4的输出端与微处理器5的I/O口连接；存储模块6的输入端与微处理器5的I/O口连接；雨量测量模块7的输出端与微处理器5的A/D端连接；显示模块9的输入端与微处理器5的I/O口连接；按键模块10的输出端与微处理器5的A/D端连接；RS485通讯模块11输入及输出端与微处理器5的通信接口连接；电源模块12的输出端与微处理器5的电源端连接；地址选择模块8的输出端与微处理器5的I/O口连接。
图3所示，所述的平行板式电容传感器模块3是由靠的很近、相互平行且同样大小的两片金属板A、B组成，所述的两片金属板分别置于旧楼板的上下层面上并构成电容器的两个极板，两片金属板A、B中间的旧楼板中防水层成为一种电介质从而构成所述的平行板式电容传感器模块3。
图中所示，所述平行板式电容传感器模块3采用电容极板为单电容极板，它包括薄金属板、橡胶板、连接导线；所述的连接导线一端与簿铜箔连接，另一端与信号预处理电路的输入端连接；薄金属板浇筑在橡胶板内部；所述的单电容极板被放置在新房屋顶上，单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器的两个极板；新房屋顶中间的防水层成为所述单电容器的极板间电介质。
本发明所述平行板式电容传感器模块3的两个极板通过引线与信号转换模块的输入端连接，所述的信号转换模块4采用一将电容值的变化转化为频率信号的由NE555构成的振荡电路，具体见图4所示。
一种利用所述变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统进行在线监测的方法，该在线监测方法是：房顶楼板雨水渗漏集中监测中心在监测楼顶顶板屋面时，将屋面均匀划分为若干监测单元，由雨水渗漏监测装置采集存储每个单元的检测数据，再绘制出屋面扫描的数据分布图，就可以获得整个屋面的渗漏分布情况，从而最终判断出湿源的位置和大小，通过对标准试件的检测，标定出监测频率值与防渗层含湿率的对应关系，将监测数据分为四档，含水率由高到低依次是A>B>C>D，画出等湿线，根据等湿线就可判断屋面雨水渗漏位置。
本发明所述的雨水渗漏监测装置主要根据楼板出现雨水渗漏时，通过安装在楼板上平行板式电容传感器两块极板之间防水层电容介质发生明显变化，根据这一特性由雨水渗漏监测装置上传至雨水渗漏集中监测中心判断楼板是否发生雨水渗漏；同时，利用雨量测量模块的雨量计测量雨量大小，结合当天和近几天的气象条件，汇集而成的信息由雨水渗漏监测装置上传至雨水渗漏集中监测中心，由雨水渗漏集中监测中心综合判断房顶楼板的雨水渗漏情况。
实施例：图1所示，本发明所述的一种变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统，包括1号房顶楼板雨水渗漏监测装置1、2号房顶楼板雨水渗漏监测装置1、n号房顶楼板雨水渗漏监测装置1及房顶楼板雨水渗漏集中监测中心2；1号房顶楼板雨水渗漏监测1、2号房顶楼板雨水渗漏监测装置1、n号房顶楼板雨水渗漏监测装置1与房顶楼板雨水渗漏集中监测中心2之间均可以有线连接，也可以无线连接，且房顶楼板雨水渗漏监测装置1最多可以256个。
图2所示，房顶楼板雨水渗漏监测装置包括平行板式电容传感器模块3、信号转换模块4、微处理器5、存储模块6、雨量测量模块7、地址选择模块8、显示模块9、按键模块10、RS485通讯模块11、电源模块12等；平行板式电容传感器模块3的两个极板引线与信号转换模块4的输入端连接；信号转换模块4的输出端与微处理器5的I/O口连接；存储模块6的输入端与微处理器5的I/O口连接；雨量测量模块7的输出端与微处理器5的A/D端连接；显示模块9的输入端与微处理器5的I/O口连接；按键模块10的输出端与微处理器5的A/D端连接；RS485通讯模块11输入及输出端与微处理器5的通信接口连接；电源模块12的输出端与微处理器5的电源端连接；地址选择模块8的输出端与微处理器5I/O口连接。
图3所示，平行板式电容传感器模块，它是由靠的很近，相互平行的，同样大小的两片金属组成的，设每块极板的面积为s，两极板内表面的距离为d，且板面的线度远大于两极板的内表面间的距离，若使A板带正电+q，B板带负电-q，由于板面很大而两极板间的距离很小，所以除了两板的边缘部分外，电荷是均匀分布在两极板的内表面上，对于旧楼板为了防止破坏楼板防水层，需要在楼板的上下层安装薄金属板，构成平行板电容传感器，防水层就是电容器极板间的电介质；对于新建设楼板采用电容极板为单电容极板，包括薄金属板、橡胶板、连接导线；连接导线一端与簿铜箔连接，另一端与信号预处理电路的输入端连接；薄金属浇筑在橡胶板内部；测量时将单电容极板放置在房屋顶上，单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器；防水层就是单电容器极板间的电介质。平行板式电容传感器房屋楼板雨水渗漏在线监测装置主要根据楼板出现雨水渗漏时，电容介质发生明显变化，根据这一特性判断楼板是否发生雨水渗漏。
雨量测量模块7采用雨量计测量雨量大小，在线监测装置不仅通过实时采集楼板电容传感器的电容值，同时结合当天和近几天的气象条件，综合判断房顶楼板的雨水渗漏情况。
图4所示，信号转换模块采用NE555构成的振荡电路，将电容值的变化转化为频率信号，振荡电路的频率与电阻和电容有关，当电阻值固定，电容可变时，通过测量频率值即可计算出电容值。
房顶楼板雨水渗漏集中监测中心在监测楼顶顶板屋面时，将屋面均匀划分为若干监测单元，由检测仪采集存储每个单元的检测数据，再绘制出屋面扫描的数据分布图，就可以获得整个屋面的渗漏分布情况，从而最终判断出湿源的位置和大小，通过对标准试件的检测，标定出监测频率值与防渗层含湿率的对应关系，将监测数据分为四档，含水率由高到低依次是A>B>C>D，画出等湿线，根据等湿线就可判断屋面雨水渗漏位置。
Claims (6)
1.一种变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统，它包括多个分别安装在变电站房顶楼板上的雨水渗漏监测装置以及房顶楼板雨水渗漏集中监测中心，其特征在于所述的多个雨水渗漏监测装置分别通过有线或无线与房顶楼板雨水渗漏集中监测中心连接；
所述的雨水渗漏监测装置包括平行板式电容传感器模块、信号转换模块、微处理器、存储模块、雨量测量模块、地址选择模块、显示模块、按键模块、RS485通讯模块、电源模块；平行板式电容传感器模块的两个极板引线与信号转换模块的输入端连接；信号转换模块的输出端与微处理器的I/O口连接；存储模块的输入端与微处理器的I/O口连接；雨量测量模块的输出端与微处理器的A/D端连接；显示模块的输入端与微处理器的I/O口连接；按键模块的输出端与微处理器的A/D端连接；RS485通讯模块输入及输出端与微处理器的通信接口连接；电源模块的输出端与微处理器的电源端连接；地址选择模块的输出端与微处理器的I/O口连接。
2.根据权利要求1所述的变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统，其特征在于所述的平行板式电容传感器模块是由靠的很近、相互平行且同样大小的两片金属板组成，所述的两片金属板分别置于旧楼板的上下层面上并构成电容器的两个极板，两片金属板中间的旧楼板中防水层成为一种电介质从而构成所述的平行板式电容传感器模块。
3.根据权利要求1所述的变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统，其特征在于所述平行板式电容传感器模块采用电容极板为单电容极板，它包括薄金属板、橡胶板、连接导线；所述的连接导线一端与簿铜箔连接，另一端与信号预处理电路的输入端连接；薄金属板浇筑在橡胶板内部；所述的单电容极板被放置在新房屋顶上，单电容极板与房屋铺设的钢筋条构成电容器的两个极板；新房屋顶中间的防水层成为所述单电容器的极板间电介质。
4.根据权利要求1或2或3所述的变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统，其特征在于所述平行板式电容传感器模块的两个极板通过引线与信号转换模块的输入端连接，所述的信号转换模块采用一将电容值的变化转化为频率信号的由NE555构成的振荡电路。
5.一种利用权利要求1或2或3或4所述变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测系统进行在线监测的方法，其特征在于该在线监测方法是：房顶楼板雨水渗漏集中监测中心在监测楼顶顶板屋面时，将屋面均匀划分为若干监测单元，由雨水渗漏监测装置采集存储每个单元的检测数据，再绘制出屋面扫描的数据分布图，就可以获得整个屋面的渗漏分布情况，从而最终判断出湿源的位置和大小，通过对标准试件的检测，标定出监测频率值与防渗层含湿率的对应关系，将监测数据分为四档，含水率由高到低依次是A>B>C>D，画出等湿线，根据等湿线就可判断屋面雨水渗漏位置。
6.根据权利要求5所述变电站房顶楼板雨水渗漏在线监测方法，其特征在于雨水渗漏监测装置主要根据楼板出现雨水渗漏时，通过安装在楼板上平行板式电容传感器两块极板之间防水层电容介质发生明显变化，根据这一特性由雨水渗漏监测装置上传至雨水渗漏集中监测中心判断楼板是否发生雨水渗漏；同时，利用雨量测量模块的雨量计测量雨量大小，结合当天和近几天的气象条件，汇集而成的信息由雨水渗漏监测装置上传至雨水渗漏集中监测中心，由雨水渗漏集中监测中心综合判断房顶楼板的雨水渗漏情况。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160413 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |