CN109856192B - 用于土工膜的监测传感系统 - Google Patents
用于土工膜的监测传感系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109856192B CN109856192B CN201910117523.7A CN201910117523A CN109856192B CN 109856192 B CN109856192 B CN 109856192B CN 201910117523 A CN201910117523 A CN 201910117523A CN 109856192 B CN109856192 B CN 109856192B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- monitoring
- geomembrane
- conductive
- power supply
- geotextile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 claims description 26
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 14
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- 230000035772 mutation Effects 0.000 claims description 3
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 2
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 4
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B1/00—Dumping solid waste
- B09B1/004—Covering of dumping sites
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01M3/40—Investigating fluid-tightness of structures by using electric means, e.g. by observing electric discharges
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
- E02D31/002—Ground foundation measures for protecting the soil or subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
- E02D31/006—Sealing of existing landfills, e.g. using mining techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01M3/165—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means by means of cables or similar elongated devices, e.g. tapes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/20—Investigating the presence of flaws
- G01N27/205—Investigating the presence of flaws in insulating materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B1/00—Dumping solid waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/30—Landfill technologies aiming to mitigate methane emissions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
本发明提供一种用于土工膜的监测传感系统，包括：供电单元，具有两个采用非金属导电材料制成的供电电极，分别连接于主防渗土工膜的膜上和膜下，使得所述主防渗土工膜的膜上和膜下分别形成电场；若干监测传感电极，均匀排列于所述主防渗土工膜下，采集所述主防渗土工膜下对应位置的电势；其中，所述监测传感电极采用所述非金属导电材料制成；所述非金属导电材料由导电碳黑、石墨烯、碳纳米管、导电碳纤维、金属粉末中的一种或多种组合与非金属高分子聚合物混合形成。本发明通过在土工膜下布置采用非金属导电材料制成形成的若干监测传感电极，避免了使用金属电极带来的不能够抵抗酸碱和抗电化学腐蚀的问题和使用金属电极会破坏土工膜的潜在风险。
Description
技术领域
本发明涉及土工膜防渗工程技术领域，特别是涉及一种土工膜防渗工程中长期渗漏监测技术领域，具体为一种用于土工膜的监测传感系统。
背景技术
垃圾填埋场、人工湖、水库、矿山尾矿库、堆浸场等项目一般采用防渗土工膜来建设防渗系统。但是土工膜在制造、运输和施工安装等环节都可能发生破损破坏，破损的土工膜必然产生渗漏。如果是垃圾填埋场等污染项目，渗漏的渗滤液必然污染地下水等周围环境，造成环境的破坏。传统的填埋场的渗漏监测方式是采用监测井，这种监测方式比较滞后，渗漏已经发生一段时间并扩散进入地下水，对环境造成一定的污染后才能被发现。对于冶金堆浸场项目，渗漏的溶液相当于利润损失。
传统的监测井方式只能确定填埋场土工膜破损并发生泄露，不能定位漏洞的位置。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的实施例的目的在于提供一种用于土工膜的监测传感系统，用于解决现有技术中土工膜防渗系统在施工运行过程中出现破损泄漏却无法定位渗漏位置的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的实施例提供一种用于土工膜的监测传感系统，包括：供电单元，具有两个采用非金属导电材料制成的供电电极，分别连接于主防渗土工膜的膜上和膜下，使得所述主防渗土工膜的膜上和膜下分别形成电场；若干监测传感电极，均匀排列于所述主防渗土工膜下，采集所述主防渗土工膜下对应位置的电势；其中，所述监测传感电极采用所述非金属导电材料制成。
于本发明的一实施例中，所述非金属导电材料由导电碳黑、石墨烯、碳纳米管、导电碳纤维、金属粉末中的一种或多种组合与非金属高分子聚合物混合形成。
于本发明的一实施例中，所述监测传感电极的电阻率小于10-5Ω·m。
于本发明的一实施例中，还包括次防渗土工膜，所述供电单元的两个所述供电电极分别分别连接于所述主防渗土工膜的膜上和膜下；所述监测传感电极位于所述主防渗土工膜之下。
于本发明的一实施例中，所述监测传感电极按照等距离间距布置于导电土工布上或导电土工复合排水网上；所述间距为0.5米～20米之间；每个所述监测传感电极的布设点位置通过GPS确定。
于本发明的一实施例中，所述导电土工复合排水网包括土工排水网、粘合于所述土工排水网的一面或两面的非金属导电土工布。
于本发明的一实施例中，所述供电单元采用高压直流电源或者正负脉冲方波供电。
于本发明的一实施例中，所述监测传感电极与信号传输电缆中的导线缆相连后密封，其中，所述信号传输电缆中所述导线缆的外绝缘层材料与所述监测传感电极中的所述非金属高分子聚合物材料相同。
如上所述，本发明的用于土工膜的监测传感系统具有如下有益效果：
本发明通过在土工膜下布置采用非金属导电材料制成形成的若干监测传感电极，避免了使用金属电极带来的不能够抵抗酸碱和抗电化学腐蚀的问题和使用金属电极会破坏土工膜的潜在风险；通过采集各所述监测传感电极的电势数据，可以确定土工膜下的电势异常区从而确定土工膜具体的渗漏点并进行报警提示，有效解决了现有技术中土工膜防渗系统在施工运行过程中出现破损泄漏却无法定位渗漏位置的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示为本发明的用于土工膜的监测传感系统在一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
100 监测传感系统
110 供电单元
111 膜上供电电极
112 膜下供电电极
120 监测传感电极
130 主防渗土工膜
140 信号传输电缆
150 导电土工复合排水网
160 次防渗土工膜
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明的实施例的目的在于提供一种用于土工膜的监测传感系统，用于解决现有技术中土工膜防渗系统在施工运行过程中出现破损泄漏却无法定位渗漏位置的问题。以下将详细阐述本发明的用于土工膜的监测传感系统的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的用于土工膜的监测传感系统。
本发明的实施例提供一种用于土工膜的监测传感系统，用于监测防渗土工膜的在运行期间的破损泄漏情况。具体地，如图1所示，所述监测传感系统100包括：供电单元110，若干监测传感电极120。
于本实施例中，所述供电单元110提供主防渗土工膜130膜上膜下的电势，所述供电单元110具有两个采用非金属导电材料制成的供电电极：膜上供电电极111(例如为负极)和膜下供电电极112(例如为正极)，所述膜上供电电极111和所述膜下供电电极112分别连接于主防渗土工膜130膜上和膜下，使得所述主防渗土工膜130的膜上和膜下分别形成电场。
其中，所述供电单元110的供电电极由非金属导电材料制成，形成非金属供电电极，避免使用金属电极被腐蚀氧化。于本实施例中，所述非金属导电材料由但不限于导电碳黑、石墨烯、碳纳米管、导电碳纤维、金属粉末中的一种或多种组合与非金属高分子聚合物，例如选用聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚甲醛(POM)以及聚四氟乙烯等，所述非金属高分子聚合物优选具有耐酸碱塑料材料混合形成，比如高密度聚乙烯。。
所述非金属供电电极的电阻率要求达到导体级别，相当于电阻率小于10-5Ω·m。
所述供电单元110的供电电源采用金属导线连接非金属供电电极，非金属供电电极和所述金属导线采用全密封方式连接，避免金属导线裸露被腐蚀损坏。
于本实施例中，所述供电单元110由特殊的变压和波形处理，采用高压直流电源或者正负脉冲方波供电，即所述供电单元110可以采用高压直流电源供电，也可以采用正负脉冲方波供电。
于本实施例中，所述监测传感电极120采集所述主防渗土工膜130下一定间距的电势，若干监测传感电极120均匀排列于所述主防渗土工膜130下，采集所述主防渗土工膜130下对应位置的电势。具体地，于本实施例中，所述监测传感电极120采用点阵方式布置于所述主防渗土工膜130下面。其中，所述监测传感电极120采用等间距布置，间距为0.5米～20米，一般不超过10米，常规5～8米。
一旦主防渗土工膜130出现渗漏，主防渗土工膜130上液体泄漏穿过膜，主防渗土工膜130膜下的监测传感电极120可以检测到泄漏产生的电势变化，通过对各监测传感电极120的电势采集和数据分析，绘制出电势图，即可判断泄漏位置。
于本实施例中，，所述监测传感电极120形状并不限定，例如为圆柱形状，长方体形状。正方体形状等。
其中，所述监测传感电极120采用所述非金属导电材料制成；于本实施例中，所述非金属导电材料由但不限于导电碳黑、石墨烯、碳纳米管、导电碳纤维、金属粉末中的一种或多种组合与非金属高分子聚合物混合形成。例如选用聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚甲醛(POM)以及聚四氟乙烯等，所述非金属高分子聚合物优选具有耐酸碱塑料材料混合形成。
于本实施例中，防渗土工膜可为单层膜，也可以为双层膜：包括主防渗土工膜130和次防渗土工膜160。
所以本实施例中监测传感系统100可用于单层膜的防渗，此时主防渗土工膜130下一般会有一层粘土层或者GCL，在粘土层土质不好或者GCL太干燥区域，需要加上一层导电土工复合排水网或者导电土工布作为渗漏监测导电层。
本实施例中监测传感系统100还可用于双层膜的防渗，在土工膜1包括主防渗土工膜130和次防渗土工膜160时，所述供电单元110的两个所述供电电极分别分别连接于所述主防渗土工膜的膜上和膜下，所述监测传感电极120位于所述主防渗土工膜和之下。
于本实施例中，在所述土工膜包括主防渗土工膜和次防渗土工膜160时，所述监测传感电极120优选地置于导电土工布上或导电土工复合排水网150上。其中，导电土工复合排水网所述监测传感电极120按照等距离间距布置于导电土工布上或导电土工复合排水网150上，或者置于其他具有导电功能的材料之上。所述间距的选取范围为0.5米～20米之间，一般不超过10米，常规5～8米。每个所述监测传感电极的布设点位置通过GPS确定，以便后期维护修复能够快速定位。
于本实施例中，所述导电土工复合排水网150包括土工排水网、粘合于所述土工排水网的一面或两面的非金属导电土工布。在所述土工排水网一面粘合有所述用于主防渗土工膜130的监测传感系统100时，所述土工排水网的另一面粘合金属导电土工布或非导电土工布。也可以采用具有导电功能的土工网双面复合非导电无纺布制成的导电土工复合排水网。
其中，所述非金属导电土工布包括土工布和与所述土工布连接的非金属导电结构，通过所述非金属导电结构使得所述土工布具有导电功能。于本实施例中，用于土工布的导电材料为非金属材料，使用这种方式制成的土工布，具有抗老化、抗腐蚀、抗酸碱、抗电化学腐蚀等功能，能够适用于环境恶劣的环境。具体地，于本实施例中，所述非金属导电结构包含碳纳米管、石墨烯和超导碳黑中的一种或多种组合。
其中，所述非金属导电结构的一种具体结构为由所述碳纳米管、所述石墨烯、所述超导碳黑中的一种或多种组合与粘结剂混合形成连续的导电涂层，所述导电涂层涂布于所述土工布的表面。所述导电涂层涂布于所述土工布的一面或两面。
所述非金属导电结构的另一种具体结构为由所述碳纳米管、所述石墨烯、所述超导碳黑中的一种或多种组合与塑料粒子制成的导电纤维；该导电纤维即为非金属导电纤维，在制作所述土工布时，添加所述导电纤维使所述导电纤维连入所述土工布形成非金属导电混纺土工布。
于本实施例中，为使所述监测传感电极120的电阻率达到导体要求，所述监测传感电极120电阻率小于10-5Ω·m。
各所述监测传感电极120可以通过所述信号传输电缆140与所述数据采集卡直接相连，对于采集点较多的场合，所述监测传感电极120的数量较多，一般是48个所述监测传感电极120以上，采用矩阵开关或者多路复用器通过所述信号传输电缆140连接各所述监测传感电极120，然后矩阵开关或者多路复用器再接入所述数据采集卡或者数字万用表。
于本实施例中对采集的各所述监测传感电极120的电势数据进行分析，确定所述主防渗土工膜130下监测传感电极120之间的电势异常区从而确定所述主防渗土工膜130的渗漏点并进行报警提示。根据报警点的座标位置，通过GPS定位找出实际发生破损点。
其中，在所述供电单元110采用正负脉冲方波供电时，正向脉冲方波供电式下测到的电势数据减去负向脉冲方波供电下测到的数值作为最终用于分析的数值，在所述供电单元110采用高压直流供电时，直接采用所测数据用于分析。
此外，所述供电单元110可以采用分区供电模式，每个供电电极覆盖范围根据现场测试得出。
为使本领域技术人员进一步理解本发明的原理，以下对本实施例的监控过程进行说明，具体如下：
将供电单元110的供电电极和供电电源连接，所述膜上供电电极111和所述膜下供电电极112分别连接于主防渗土工膜130的上下，使得所述主防渗土工膜130的上下分别形成电场，建立一个稳定的电势场，一旦主防渗土工膜130出现破损泄漏，漏洞区域形成点电源电势，该点产生电势突变，通过采集各所述监测传感电极的电势数据，可以确定土工膜上的电势异常区从而确定土工膜上具体的渗漏点并进行报警提示。
综上所述，本发明通过在土工膜下布置采用非金属导电材料制成形成的若干监测传感电极120，避免了使用金属电极带来的不能够抵抗酸碱和抗电化学腐蚀的问题和使用金属电极会破坏土工膜的潜在风险；通过采集各所述监测传感电极的电势数据，可以确定土工膜上的电势异常区从而确定土工膜上具体的渗漏点并进行报警提示，有效解决了现有技术中土工膜防渗系统在施工运行过程中出现破损泄漏却无法定位渗漏位置的问题。所以本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种用于土工膜的监测传感系统，其特征在于，包括：
供电单元，具有两个采用非金属导电材料制成的供电电极，分别连接于主防渗土工膜的膜上和膜下，使得所述主防渗土工膜的膜上和膜下分别形成电场；
若干监测传感电极，采用点阵方式均匀排列于所述主防渗土工膜下，采集所述主防渗土工膜下对应位置的电势；其中，所述监测传感电极采用所述非金属导电材料制成，每个所述监测传感电极的布设点位置通过GPS确定；各所述监测传感电极通过信号传输电缆与数据采集卡直接相连；或采用矩阵开关或者多路复用器通过所述信号传输电缆连接各所述监测传感电极，然后矩阵开关或者多路复用器再接入所述数据采集卡或者数字万用表；所述监测传感电极按照等距离间距布置于导电土工布上或导电土工复合排水网上；所述间距为0.5米～20米之间；所述导电土工复合排水网包括土工排水网、粘合于所述土工排水网的一面或两面的非金属导电土工布；所述非金属导电土工布包括土工布和与所述土工布连接的非金属导电结构，通过所述非金属导电结构使得所述土工布具有导电功能；所述非金属导电结构的一种具体结构为由碳纳米管、石墨烯、超导碳黑中的一种或多种组合与粘结剂混合形成连续的导电涂层，所述导电涂层涂布于所述土工布的表面；所述导电涂层涂布于所述土工布的一面或两面；
当所述主防渗土工膜出现破损泄漏时，于漏洞区域产生电势突变，形成点电源电势，通过所述监测传感电极采集的电势，确定所述主防渗土工膜下所述监测传感电极之间的电势异常区，以确定所述主防渗土工膜上具体的渗漏点并进行报警提示；根据报警点的坐标位置，通过GPS定位找出实际发生破损点。
2.根据权利要求1所述的用于土工膜的监测传感系统，其特征在于，所述非金属导电材料由导电碳黑、石墨烯、碳纳米管、导电碳纤维、金属粉末中的一种或多种组合与非金属高分子聚合物混合形成。
3.根据权利要求1或2所述的用于土工膜的监测传感系统，其特征在于，所述监测传感电极的电阻率小于10-5Ω·m。
4.根据权利要求1所述的用于土工膜的监测传感系统，其特征在于，还包括次防渗土工膜，所述供电单元的两个所述供电电极分别连接于所述主防渗土工膜的膜上和膜下；所述监测传感电极位于所述主防渗土工膜之下。
5.根据权利要求1所述的用于土工膜的监测传感系统，其特征在于，所述供电单元采用高压直流电源或者正负脉冲方波供电。
6.根据权利要求2所述的用于土工膜的监测传感系统，其特征在于，所述监测传感电极与信号传输电缆中的导线缆相连后密封，其中，所述信号传输电缆中所述导线缆的外绝缘层材料与所述监测传感电极中的所述非金属高分子聚合物材料相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910117523.7A CN109856192B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的监测传感系统 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910117523.7A CN109856192B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的监测传感系统 |
| CN201710713260.7A CN107389531B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的渗漏监测系统 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710713260.7A Division CN107389531B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的渗漏监测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109856192A CN109856192A (zh) | 2019-06-07 |
| CN109856192B true CN109856192B (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=60353007
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910117523.7A Active CN109856192B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的监测传感系统 |
| CN201910117524.1A Active CN109900744B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的渗漏分析系统 |
| CN201710713260.7A Active CN107389531B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的渗漏监测系统 |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910117524.1A Active CN109900744B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的渗漏分析系统 |
| CN201710713260.7A Active CN107389531B (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 用于土工膜的渗漏监测系统 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10429268B2 (zh) |
| CN (3) | CN109856192B (zh) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108571945B (zh) * | 2018-06-19 | 2023-06-16 | 山东省水利科学研究院 | 一种应用节点阵列监测水下土工膜的方法 |
| CN108759769B (zh) * | 2018-06-19 | 2023-06-16 | 山东省水利科学研究院 | 一种采用五边形监测盘的水下土工膜监测方法 |
| CN108844515B (zh) * | 2018-06-19 | 2023-06-16 | 山东省水利科学研究院 | 一种水下土工膜的监测方法及系统 |
| CN109974945A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-05 | 北京航空航天大学 | 一种阀门漏水报警装置及其制备方法 |
| CN111931262B (zh) * | 2019-04-26 | 2024-02-09 | 天津大学青岛海洋技术研究院 | 一种探测坑基围护渗漏的物理模型装置 |
| CA3144771A1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | Solmax International Inc. | Membrane inspection method based on magnetic field sensing |
| CN110441208B (zh) * | 2019-08-09 | 2020-06-26 | 乐清市钜派企业管理咨询有限公司 | 一种填埋场防渗系统跟踪监测井及其布置方法 |
| CN110828862B (zh) * | 2019-10-29 | 2020-09-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种盐穴液流电池的电能存储装置 |
| CN111272653B (zh) * | 2020-01-21 | 2022-08-23 | 红河哈尼族彝族自治州水利水电工程地质勘察咨询规划研究院 | 一种水利工程土工膜的自动检测系统及检测方法 |
| CN111397808A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-10 | 河海大学 | 土工膜渗漏多电极矩阵检测装置及其检测方法 |
| CN111638164A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-09-08 | 河海大学 | 一种双电极法土工膜渗漏位置探测装置、系统及方法 |
| CN111896448B (zh) * | 2020-07-13 | 2021-05-28 | 河海大学 | 土工膜防渗土石坝缺陷渗漏稳定性判别的试验方法和装置 |
| CN113245336B (zh) * | 2021-01-27 | 2022-10-25 | 池州市经盛产业投资运营有限公司 | 一种胶囊式垃圾填埋装置 |
| CN113031078B (zh) * | 2021-04-06 | 2022-01-28 | 中南大学 | 一种用于渗漏检测的频分电法校正方法 |
| CN113155380A (zh) * | 2021-04-17 | 2021-07-23 | 河北广宸建筑工程检测有限公司 | 一种土石坝渗漏隐患探测定向处理系统和方法 |
| CN113376700A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-10 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种工业固废堆场渗漏区探测观测系统 |
| CN113640210B (zh) * | 2021-06-29 | 2024-05-03 | 华北水利水电大学 | 一种土工膜防渗结构适应坝体或坝基变形能力的测试装置 |
| CN114509217B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-10-20 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种水库渗漏检测装置及其检测方法 |
| CN114801405B (zh) * | 2022-05-16 | 2023-07-25 | 西北工业大学 | 一种多层数字化土工膜及制备方法 |
| CN114878092B (zh) * | 2022-06-08 | 2023-05-26 | 山东大学 | 一种渗漏监测装置以及监测方法 |
| CN115436254A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-06 | 北京航空航天大学 | 基于碳纳米管窄带监测流动前锋的渗透率测试方法及装置 |
| CN115628859B (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-28 | 山东大学 | 运行和封场垃圾填埋场的渗漏探测与补漏装置及实施方法 |
| CN117147069B (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-30 | 山东路新新材料有限公司 | 一种土工膜渗漏检测设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1621823A (zh) * | 2003-11-26 | 2005-06-01 | 中国环境科学研究院 | 垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测方法及其检测装置 |
| CN201051086Y (zh) * | 2007-02-07 | 2008-04-23 | 中国环境科学研究院 | 一种垃圾填埋场渗漏检测区块化快速检测装置 |
| CN102889967A (zh) * | 2012-10-12 | 2013-01-23 | 重庆和平自动化工程有限公司 | 垃圾填埋场土工膜渗漏快速检测系统及检测方法 |
| CN103103993A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-05-15 | 华忠(青岛)环境科技有限公司 | 一种导电土工膜及其制备方法 |
| CN107023039A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-08 | 上海甚致环保科技有限公司 | 一种导电土工布及导电土工复合土工排水网 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4740757A (en) * | 1986-11-25 | 1988-04-26 | Southwest Research Institute | Method and apparatus for locating leaks in a multiple layer geomembrane liner |
| US5076728A (en) * | 1990-04-25 | 1991-12-31 | Tracer Research Corporation | Landfill liner leak detection system and method |
| WO1994012736A1 (de) * | 1992-11-30 | 1994-06-09 | Progeo Geotechnologiegesellschaft Mbh | Messelektrode für leckortungssysteme |
| GB9402598D0 (en) * | 1994-02-10 | 1994-04-06 | Univ Newcastle | Improvements relating to geosynthetics |
| US6331778B1 (en) * | 1995-09-27 | 2001-12-18 | Leak Location Services, Inc. | Methods for detecting and locating leaks in containment facilities using electrical potential data and electrical resistance tomographic imaging techniques |
| JP2930922B2 (ja) * | 1997-07-29 | 1999-08-09 | 太陽工業株式会社 | 廃棄物処分場 |
| US6016714A (en) * | 1997-09-08 | 2000-01-25 | Lockheed Martin Idaho Technologies Company | Sensor system for buried waste containment sites |
| US6648552B1 (en) * | 1999-10-14 | 2003-11-18 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Sensor system for buried waste containment sites |
| KR100380180B1 (ko) * | 2000-09-05 | 2003-04-14 | 한국과학기술연구원 | 매립지 차수막의 파손위치 검지용 감지기 |
| GB2420313B (en) * | 2004-11-17 | 2009-04-29 | Drc Polymer Products Ltd | Geomembrane |
| CN101241092B (zh) * | 2007-02-07 | 2011-04-13 | 中国环境科学研究院 | 一种垃圾填埋场渗漏检测区块化快速检测装置 |
| KR20090015431A (ko) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | (주)지구환경전문가그룹 | 펜스형 전극배치 침출수 누출검지 장치를 이용한위생매립지의 구획분할 누출검지 방법 |
| CN101446566A (zh) * | 2007-11-28 | 2009-06-03 | 高康 | 防渗土工膜渗漏破损位置探测方法和装置 |
| US8566051B2 (en) * | 2010-01-19 | 2013-10-22 | Clark Robert Gunness | Leak detection and location system, method, and software product |
| CN102033097B (zh) * | 2010-09-29 | 2012-09-26 | 中国海洋大学 | 垃圾填埋场渗漏电学检测方法及装置 |
| CN102928185A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-13 | 郑州润通环境仪表有限公司 | 移动式垃圾填埋场防渗层渗漏监测检测/预警系统 |
| US9033620B2 (en) * | 2013-02-11 | 2015-05-19 | Gse Environmental, Llc | Leak detectable geomembrane liners for containment system and method of testing for leaks |
| GB201411696D0 (en) * | 2014-07-01 | 2014-08-13 | Sensor Spol S R O And Sensor Uk Ltd | A sensor and system for monitoring integrity of a waterproofing system or membrane |
| CN104504846A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-08 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 土工膜防渗结构渗漏时空预警系统及其方法 |
| CN105181551B (zh) * | 2015-08-31 | 2019-11-08 | 中国环境科学研究院 | 垂直防渗膜的渗漏检测系统及方法 |
| CN105675237B (zh) * | 2016-01-13 | 2018-12-21 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 垃圾填埋场防渗层漏洞检测系统及检测方法 |
| CN106759527B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-04-05 | 浙江大学 | 一种延长重金属离子击穿时间的填埋场防渗系统及击穿监测方法 |
-
2017
- 2017-08-18 CN CN201910117523.7A patent/CN109856192B/zh active Active
- 2017-08-18 CN CN201910117524.1A patent/CN109900744B/zh active Active
- 2017-08-18 CN CN201710713260.7A patent/CN107389531B/zh active Active
-
2018
- 2018-05-06 US US15/972,181 patent/US10429268B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1621823A (zh) * | 2003-11-26 | 2005-06-01 | 中国环境科学研究院 | 垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测方法及其检测装置 |
| CN201051086Y (zh) * | 2007-02-07 | 2008-04-23 | 中国环境科学研究院 | 一种垃圾填埋场渗漏检测区块化快速检测装置 |
| CN102889967A (zh) * | 2012-10-12 | 2013-01-23 | 重庆和平自动化工程有限公司 | 垃圾填埋场土工膜渗漏快速检测系统及检测方法 |
| CN103103993A (zh) * | 2013-01-28 | 2013-05-15 | 华忠(青岛)环境科技有限公司 | 一种导电土工膜及其制备方法 |
| CN107023039A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-08 | 上海甚致环保科技有限公司 | 一种导电土工布及导电土工复合土工排水网 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107389531B (zh) | 2021-05-11 |
| CN107389531A (zh) | 2017-11-24 |
| CN109900744A (zh) | 2019-06-18 |
| US10429268B2 (en) | 2019-10-01 |
| US20190056287A1 (en) | 2019-02-21 |
| CN109900744B (zh) | 2022-06-14 |
| CN109856192A (zh) | 2019-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109856192B (zh) | 用于土工膜的监测传感系统 | |
| US5814982A (en) | Coupon test station for monitoring the effectiveness of cathodic protection | |
| US20190055710A1 (en) | Nonmetallic conductive geotextile and geocomposite | |
| CN104111152B (zh) | 防渗层渗漏检测系统 | |
| CN111504581B (zh) | 一种填埋区域渗漏检测系统及方法 | |
| CN104651853A (zh) | 一种阴极保护监测装置及方法 | |
| CN102353628A (zh) | 一种埋地钢质管道阴极保护极化测试探头及测试方法 | |
| US11566960B1 (en) | Simulation platform and simulation method for leakage detection and treatment | |
| CN103015467B (zh) | 一种检测高聚物防渗墙完整性的电位映像法 | |
| CN202548085U (zh) | 堤坝防渗墙埋深的检测装置 | |
| CN103174128A (zh) | 土遗址电动控制防潮方法 | |
| CN219573838U (zh) | 一种注浆过程中浆液扩散和渗透边界监测模拟装置 | |
| DE19841317C1 (de) | Leckanzeigeeinrichtung für Kunststoffabdichtungen sowie entsprechendes Verfahren zur Leckanzeige | |
| CN202214419U (zh) | 多功能阴极保护测试探头 | |
| CN104110043B (zh) | 防渗层结构 | |
| CN114086186A (zh) | 一种管道保护效果检测装置及检测方法 | |
| CN109781798A (zh) | 一种电杆塔接地网腐蚀检测方法及系统 | |
| CN212059289U (zh) | 一种危险废物填埋区域渗漏监测装置 | |
| CN114878092A (zh) | 一种渗漏监测装置以及监测方法 | |
| CN210395452U (zh) | 一种用于渗漏监测系统的防渗结构 | |
| CN210134166U (zh) | 阴极保护装置及储罐 | |
| CN113376700A (zh) | 一种工业固废堆场渗漏区探测观测系统 | |
| CN207832733U (zh) | 混凝土中氯离子迁移特性测试的装置 | |
| CN209619464U (zh) | 用于牺牲阳极排流保护范围的测试装置 | |
| IL128755A (en) | Device for detecting and locating leakage fluids in sealing systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |