CN109556795A - 隧道渗水监测系统 - Google Patents

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王树敏
刘丽荣
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Beijing Tianyi Hi Tech Co Ltd
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Beijing Tianyi Hi Tech Co Ltd
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/18—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators

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Abstract

本发明属于隧道渗水检测领域，是一种基于电解质水的导电特性监测隧道渗水的系统，系统包括高分子材质开口槽、裸导线、电流传感器、ADC、MCU、电源，两根裸导线固定于高分子材质开口槽的底部两侧，一根裸导线接电源的负极，另外一根导线的一端接电流传感器输出端，电流传感器的输入端接电源的正极，电流传感器的两端分别接ADC的输入端，MCU的信号采集端接ADC的信号输出端，MCU实时采集电流传感器的电流，从而实现隧道渗水监测。

Description

隧道渗水监测系统
技术领域
本发明涉及一种隧道渗水监测系统，适用于轨道交通、公路、采矿巷道等各种隧道的渗水监测。
背景技术
隧道普遍存在于各种轨道交通、公路、采矿等领域；在轨道交通领域，由于当前轨道交通基本上都采用电力机车，以接触网或接触轨的方式向机车供电，当隧道渗水时就可能造成接触网或接触轨的短路，从而造成列车无法运行；在公路领域，渗水可能流淌到路面，造成汽车行车的安全隐患；在采矿领域，渗水可能造成供电线路的短路，给安全生产造成隐患，而且对于渗水点不及时采取补救措施，有可能造成隧道的透水事故。
当前对于隧道渗水的检测主要采用人工巡察的方式，巡视工作人员使用手电筒照射隧道壁，观察是否存在渗水；在某些区域还采用视频录像的方式，通过车载录像机对隧道壁进行录像，然后再通过人工查看视频录像的方式查看是否存在渗水，虽然采用录像方式部分减轻了巡察人员的工作强度，但是其工作强度还是十分大的，而且对于边角或其他较隐蔽位置的渗水是很难观测到的，且对查看人员的素质、经验要求很高。
隧道渗出水通过岩层、土层再通过隧道壁的混凝土层渗入到隧道内部的，因此隧道渗出水中含有较丰富的电解质，具有导电的特性。
本发明所示的隧道渗水监测系统通过在一个高分子材料材质的长条形开口槽内底部两侧固定两根平行的裸导线，在隧道的顶部，将开口槽开口面面向隧道壁固定在隧道壁上，在隧道的侧壁，将开口面的侧壁固定在隧道壁上，开口槽向上，当发生渗水时水会流入开口槽，开口槽内的两根导线的一端开路，另外一端接电源，通过电流传感器检测流过两根导线的电流，当隧道壁无渗水发生时，流过两根导线的电流约为0，当有渗水发生时，两根导线会通过渗水导通，流过两个导线的电流会大于0，且随着水量的增加流过两根导线的电流会增大，从而实现隧道渗水的监测。
隧道渗水监测系统可以实现隧道渗水的在线监测，极大降低工作人员的劳动强度并极大提高隧道渗水监测的准确性。
发明内容
本发明涉及一种隧道渗水监测系统。
本发明的技术方案为：在一个长条形高分子材质开口槽内底部固定两根平行的裸导线，在开口槽一端一根导线接电流传感器的输出端，另外一根导线接电源的负极，电流传感器的输入端接电源正极，电流传感器的两端分别接ADC模数转换器的两个输入端，ADC模数转换器输出端接MCU信号采集接口；当在隧道顶部安装时，开口槽的开口面面向隧道壁固定，当在隧道壁安装时，开口槽面向上，将开口槽侧壁固定在隧道侧壁上，当无渗水时，开口槽内的两根裸导线之为开路，当隧道发生渗水时，水会流入到开口槽内，由于隧道渗水中含有较高的电解质，流入开口槽内的水会使开口槽内两根裸导线导通，且随着水量的增加两根裸导线的导通电阻会降低，流过电流传感器的电流会增加，MCU通过ADC实时采集电流传感器中的电流值，可以检测出隧道渗水的状况。
附图说明
图1 开口槽剖面图。
图2 系统原理图。
图3 系统安装图。
图中，（1）高分子材质开口槽，（2）裸导线A，（3）裸导线B，（4）电流传感器，（5） ADC，(6) MCU，（7）电源，（8）隧道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、图2所示，隧道渗水监测系统包括高分子材质开口槽（1）、裸导线A（2）、裸导线B（3）、电流传感器（4）、ADC（5）、MCU（6）、电源（7）；裸导线A（2）和裸导线B（3）分別固定于高分子材质开口槽（1）的底部两侧；裸导线B（3）的一端通过导线连接于电源（7）的负极，裸导线A（2）的一端通过导线连接于电流传感器（4）的输出端，电流传感器（4）的输入端通过导线连接于电源（7）的正极；电流传感器（4）的两端分别接ADC（5）的两个输入端，ADC（5）的信号输出端接MCU（6）的信号采集接口，当隧道渗水时，水流入高分子材质开口槽（1）内，裸导线A（2）和裸导线B（3）导通，电流传感器（4）有电流通过，且随着水量的增加，裸导线A（2）和裸导线B（3）之间的电阻减小，电流传感器（4）内通过的电流也会增大，MCU（6）通过ADC（5）可以实时监测到这种电流的变化，采集到隧道渗水的状况。
如图3所示，当隧道渗水监测系统安装于隧道（8）顶端时，高分子材质开口槽（1）的开口端向上并紧贴于隧道（8）的上壁，当隧道渗水监测系统安装于隧道（8）侧壁时，高分子材质开口槽（1）的开口端向上，并将高分子材质开口槽（1）的侧壁紧贴隧道（8）的侧壁。
上述具体实施方式是本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，所有基于导线通过水的导电检测隧道渗水的方案都在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.隧道渗水监测系统，包括高分子材质开口槽（1）、裸导线A（2）、裸导线B（3）、电流传感器（4）、ADC（5）、MCU（6）、电源（7）；裸导线A（2）和裸导线B（3）分別固定于高分子材质开口槽（1）的底部两侧；裸导线B（3）的一端通过导线连接于电源（7）的负极，裸导线A（2）的一端通过导线连接于电流传感器（4）的输出端，电流传感器（4）的输入端通过导线连接于电源（7）的正极；电流传感器（4）的两端分别接ADC（5）的两个输入端，ADC（5）的信号输出端接MCU（6）的信号采集接口，当隧道渗水时，水流入高分子材质开口槽（1）内，裸导线A（2）和裸导线B（3）导通，电流传感器（4）有电流通过，且随着水量的增加，裸导线A（2）和裸导线B（3）之间的电阻减小，电流传感器（4）内通过的电流也会增大，MCU（6）通过ADC（5）可以实时监测到这种电流的变化，采集到隧道渗水的状况。
2.根据权利要求1所述的隧道渗水监测系统，其特征在于当隧道渗水监测系统安装于隧道（8）顶端时，高分子材质开口槽（1）的开口端向上并紧贴于隧道（8）的上壁，当隧道渗水监测系统安装于隧道（8）侧壁时，高分子材质开口槽（1）的开口端向上，并将高分子材质开口槽（1）的侧壁紧贴隧道（8）的侧壁。
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