CN110715641A - 一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法，包括：控制单元、无线发射读取单元、云数据处理单元，所述控制单元包括用于收集存储外部射频能量的能量收集模块、用于测量和传输坝体应变值的应变传感器、用于存储坝体应变值并且进行数据通信的数据存储及射频模块。通过上述方式，本发明无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法，通过无线射频装置实现对坝体变形的监测，具有整体结构简单可靠、维护方便、效率高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及水工结构工程领域，特别是涉及一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法。
背景技术
我国西南地区水资源丰富，建有许多大型水电站，在众多水电站中，拱坝因其具有诸多优势而得到广泛应用，拱坝属高次超静定结构，具有较好的结构安全性，然而其对温度及坝基稳定性较为敏感，仍然存在破坏可能，因此大坝变形监测对大型水电大坝意义重大，变形监测成果可以直观且准确地反映大坝工作状态，利于大坝的安全管理和及时决策。
目前现有的对大坝变形监测方法包括预埋应变片方法以及利用卫星监测技术，预埋应变片方法虽然简单直观，但是存在采集设备成本高、布线困难，现场安装难度大并且受到环境影响会产生腐蚀或破坏等问题，其可靠性与耐久性难以满足要求；而ＧＰＳ虽然具有精度高、速度快、全天候、无需通视及自动化程度高等优点，但也存在着易受监测环境影响等缺点。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
提供一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置，包括：控制单元、无线发射读取单元、云数据处理单元，所述控制单元包括用于收集存储外部射频能量的能量收集模块、用于测量和传输坝体应变值的应变传感器、用于存储坝体应变值并且进行数据通信的数据存储及射频模块，所述应变传感器设置在坝体预设监测点，所述能量收集模块、应变传感器、数据存储及射频模块电性连接，所述无线发射读取单元包括设置在移动装置上的用于发射射频能量的能量发射模块、用于通信的射频模块，所述云数据处理单元与所述无线发射读取单元进行无线通信，所述无线发射读取单元与所述控制单元进行无线通信。
在本发明一个较佳实施例中，所述移动装置为巡线机器人或者无人机。
在本发明一个较佳实施例中，所述云数据处理单元包括数据处理器、数据存储装置、报警装置和无线接收装置。
一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）移动装置移动至坝体预设监测点后，进行射频能量发射；
（2）能量收集模块收集射频能量后，为应变传感器和数据存储及射频模块提供能量；
（3）应变传感器获得能量后进行测量坝体应变值，并且将测量得到的坝体应变值传输给数据存储及射频模块；
（4）移动装置通过射频模块读取数据存储及射频模块的坝体应变值数据，并且通过无线网络上传至云数据处理单元；
（5）云数据处理单元获得坝体应变值数据后，进行数据处理及分析，当发现该数据出现异常时，立即发出警报。
本发明的有益效果是：提供一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法，通过无线射频装置实现对坝体变形的监测，具有整体结构简单可靠、维护方便、效率高等特点。
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它的附图，其中：
图1是本发明的无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法一较佳实施例的结构示意图；
图2是本发明的无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法一较佳实施例的方框图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明实施例包括：
一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置，包括：控制单元1、无线发射读取单元2、云数据处理单元3，所述控制单元接收所述无线发射读取单元发射的射频能量，开始工作测量待测点的坝体应变值，并且将监测数据通过无线射频发送至所述无线发射读取单元，所述无线发射读取单元通过无线网络传输数据至所述云数据处理单元。
所述控制单元包括用于收集存储外部射频能量的能量收集模块11、用于测量和传输坝体应变值的应变传感器12、用于存储坝体应变值并且进行数据通信的数据存储及射频模块13，所述应变传感器设置在坝体预设监测点，所述能量收集模块、应变传感器、数据存储及射频模块电性连接，所述无线发射读取单元包括设置在移动装置21上的用于发射射频能量的能量发射模块22、用于通信的射频模块23，所述云数据处理单元与所述无线发射读取单元进行无线通信，优选地，所述移动装置为巡线机器人或者无人机，所述无线发射读取单元与所述控制单元进行无线通信，所述云数据处理单元包括数据处理器31、数据存储装置32、报警装置33和无线接收装置34，所述能量收集模块收集所述能量发射模块发射的射频能量，并将收集的能量分别为应变传感器、数据存储及射频模块供能，应变传感器补充完能量后开始进行监测工作，并将监测到的坝体应变值数据保存至数据存储及射频模块，数据存储及射频模块通过无线射频将数据发送至无线发射读取单元，无线发射读取单元通过无线网络将数据发送至数据处理器进行数据处理及分析，一旦发现数据异常，报警装置就发出警报。
一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）移动装置移动至坝体预设监测点后，进行射频能量发射；
（2）能量收集模块收集射频能量后，为应变传感器和数据存储及射频模块提供能量；
（3）应变传感器获得能量后进行测量坝体应变值，并且将测量得到的坝体应变值传输给数据存储及射频模块；
（4）移动装置通过射频模块读取数据存储及射频模块的坝体应变值数据，并且通过无线网络上传至云数据处理单元；
（5）云数据处理单元获得坝体应变值数据后，进行数据处理及分析，当发现该数据出现异常时，立即发出警报。
本发明无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法的有益效果是：
（1）安装简单可靠；
（2）耐久性好，受天气因素影响低，后期的维护费用低；
（3）无源、无线，监测效率高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置，其特征在于，包括：控制单元、无线发射读取单元、云数据处理单元，所述控制单元包括用于收集存储外部射频能量的能量收集模块、用于测量和传输坝体应变值的应变传感器、用于存储坝体应变值并且进行数据通信的数据存储及射频模块，所述应变传感器设置在坝体预设监测点，所述能量收集模块、应变传感器、数据存储及射频模块电性连接，所述无线发射读取单元包括设置在移动装置上的用于发射射频能量的能量发射模块、用于通信的射频模块，所述云数据处理单元与所述无线发射读取单元进行无线通信，所述无线发射读取单元与所述控制单元进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的无线非接触拱坝坝体变形监测装置，其特征在于，所述移动装置为巡线机器人或者无人机。
3.根据权利要求1所述的无线非接触拱坝坝体变形监测装置，其特征在于，所述云数据处理单元包括数据处理器、数据存储装置、报警装置和无线接收装置。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的无线非接触拱坝坝体变形监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）移动装置移动至坝体预设监测点后，进行射频能量发射；
（2）能量收集模块收集射频能量后，为应变传感器和数据存储及射频模块提供能量；
（3）应变传感器获得能量后进行测量坝体应变值，并且将测量得到的坝体应变值传输给数据存储及射频模块；
（4）移动装置通过射频模块读取数据存储及射频模块的坝体应变值数据，并且通过无线网络上传至云数据处理单元；
（5）云数据处理单元获得坝体应变值数据后，进行数据处理及分析，当发现该数据出现异常时，立即发出警报。
Priority Applications (1)
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| CN201911213158.6A CN110715641A (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法 |
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| CN201911213158.6A CN110715641A (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 一种无线非接触拱坝坝体变形监测装置及其监测方法 |
Publications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN110715641A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115223351A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 南京中网卫星通信股份有限公司 | 一种应用于大坝安全监测的能量和数据传递装置 |
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2019
- 2019-12-02 CN CN201911213158.6A patent/CN110715641A/zh active Pending
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| CN115223351A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 南京中网卫星通信股份有限公司 | 一种应用于大坝安全监测的能量和数据传递装置 |
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