CN114323409A - 一种基于激光测距原理的大坝测压装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于激光测距原理的大坝测压装置包括：管体；激光传感器安装于管体的顶部，包括朝向管体内部设置的收发部；浮球漂浮于管体内的液面上；平台安装于浮球上，且呈水平设置；反射件安装于平台朝向激光传感器的一侧表面上，用以反射收发部发射的激光；第二平衡件设置于平台远离反射件的一侧。本发明技术方案中浮球漂浮液面上，使得平台及反射件能始终处于管体的液面以上，延长平台和反射件的使用寿命；激光传感器通过反射件反射激光进行测距，提高了测量数据的可靠性和稳定性；激光传感器通过反射件反射激光进行测距，较好的避免影响激光传感器使用寿命和精度，第二平衡件使得平台及反射件能保持平衡，较好的防止平台发生翻转的情况。

Description

一种基于激光测距原理的大坝测压装置

技术领域

本发明涉及渗压监测技术领域，特别是涉及一种基于激光测距原理的大坝测压装置。

背景技术

测压管是一种常见的渗压监测装置，可用来监测坝体浸润线、渗压压力、地下水位及绕坝渗流等，它靠管中水柱的高度来表示渗透压力的大小。可用来监测坝体浸润线、渗压压力、地下水位及绕坝渗流等。测压管施工可以在工程实施和运行过程的任意时候进行，测压管的应用要求不能构成新的渗流通道，更不能对坝体造成破坏，因此在土石坝的防渗体交界面等处不宜使用。测压管中水柱的高度可通过人工测量或传感器设备进行自动化监测。目前实现测压管水位监测自动化的仪器较多，具体有差阻式、压阻式、电感式、电容式、振弦式等。

测压管人工测量水柱高度费时费力，测量过程中还会不可避免的引入人为误差。同时由于布置的测压管数量众多，监测频率低下，不能对监测对象进行实时监测，且不能得到精确的浸润线分布图。

在相关技术中，自动化监测传感器需要将连接电缆的传感器放入测压管液体中，通过传感器放置在测压管中的深度及传感器的压力值推算测压管中水柱高度。由于需要将传感器及电缆放入水中，水体中有固体和化学沉淀物，虽然传感器及电缆进行长期防水处理，但传感器的损坏率还是较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于激光测距原理的大坝测压装置，该基于激光测距原理的大坝测压装置能够延长激光传感器的使用寿命，测量数据的稳定性较好，且较可靠，具有较好的适用性。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于激光测距原理的大坝测压装置，包括：

管体；

激光传感器，安装于所述管体的顶部，包括朝向所述管体内部设置的收发部；

浮球，漂浮于所述管体内的液面上；

平台，安装于所述浮球上，且呈水平设置；

反射件，安装于所述平台朝向所述激光传感器的一侧表面上，用以反射所述收发部发射的激光；

第二平衡件，设置于所述平台远离所述反射件的一侧。

优选地，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括第一平衡件，所述第一平衡件设置于所述浮球远离所述平台的一侧。

优选地，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括固定设置于所述浮球远离所述平台一侧的连接件，所述第一平衡件与所述连接件远离所述浮球的一侧固接。

优选地，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括安装于所述浮球上的支架，所述平台铰接设置于所述支架上。

优选地，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括铰支座，所述平台两端通过所述铰支座铰接设置于所述支架上。

优选地，所述反射件横截面呈圆形，所述反射件直径大于或等于所述管体的半径。

优选地，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括与所述激光传感器连接的电池，以及与所述激光传感器电连接的无线通信模块，所述无线通信模块与云端服务器电连接，所述无线通信模块将所述激光传感器测得的信号传输至云端服务器；或所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括与所述激光传感器电连接的电缆，所述电缆用以传输所述激光传感器测得的信号。

优选地，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括设置于所述管体顶部的保护盖，所述激光传感器固定设置于所述保护盖上。

优选地，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括防撞件，所述防撞件呈周向设置于所述平台的外表面上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的一种基于激光测距原理的大坝测压装置，是通过安装于管体顶部的激光传感器，漂浮于管体内液面上的浮球，安装于浮球上的平台，安装于平台朝向激光传感器一侧表面上的反射件，从而基于浮球漂浮于液面上，使得平台以及反射件能够始终处于管体的液面以上，较好的防止化学沉淀物附着于平台和反射件上，延长平台和反射件的使用寿命，还能有效避免出现反射件沉入水中无法反射激光的情况，较好的保证测量作业正常进行；激光传感器通过反射件反射激光进行测距，进而实现对渗透压力的测量，能够有效避免出现激光传感器直接照射液面进行测距受管体内液面波动和水体透明度影响的情况，提高了测量数据的可靠性和稳定性；激光传感器通过反射件反射激光进行测距，使得激光传感器无需浸入水中，较好的避免水体中的化学沉淀物质附着于表面，影响激光传感器的使用寿命延长和精度；将平台呈水平设置，即平台上的反射件始终呈水平设置，使得反射件始终能够反射收发部发射的激光，有利于测距作业正常进行；将第二平衡件设置于平台远离反射件一侧，使得反射件和平台的重心位于下方，使得平台及反射件能保持平衡，较好的防止平台发生翻转的情况，使得反射件始终位于平台上表面，从而使得反射件始终可以反射收发部发出的激光，更有利于测量作业正常进行。

附图说明

图1为本发明实施例中一种基于激光测距原理的大坝测压装置的示意图；

图2为图1所示基于激光测距原理的大坝测压装置的内部结构示意图；

图3为图1所示部分组件在其中一实施例中的示意图；

图4为图1所示部分组件在另一实施例中的示意图。

附图符号说明：

1、管体；2、激光传感器；3、浮球；4、平台；5、反射件；6、第一平衡件；61、连接件；7、第二平衡件；8、支架；81、铰支座；9、保护盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1及图4，本发明实施例中提供了一种基于激光测距原理的大坝测压装置，包括管体1、激光传感器2、浮球3、平台4、反射件5、第一平衡件6、连接件61、第二平衡件7、支架8、铰支座81、电池、无线通信模块、保护盖9及防撞件。

所述激光传感器2，安装于所述管体1的顶部，包括朝向所述管体1内部设置的收发部；所述浮球3，漂浮于所述管体1内的液面上；所述平台4，安装于所述浮球3上，且呈水平设置；所述反射件5，安装于所述平台4朝向所述激光传感器2的一侧表面上，用以反射所述收发部发射的激光。

需要说明的是，反射件5可以是镜面、反射涂层、反射贴纸等，可以根据实际需要选择，可以通过设置调整部件，当液面波动时，使得所述平台4始终处于水平，即平台4上的反射件5始终呈水平设置，使得反射件5始终能够反射收发部发射的激光，有利于测距作业正常进行；在其他实施例中，若激光传感器2出现损坏等情况，可通过其他测距仪代替激光传感器2来测距，并实现对渗透压力的测量。

可以理解的是，激光传感器2通过反射件5反射激光进行测距，测量得到管体1内水柱的高度即用于表示渗透压力的大小，浮球3漂浮于液面上，使得平台4以及反射件5能够始终处于管体1的液面以上，较好的防止化学沉淀物附着于平台4和反射件5上，延长平台4和反射件5的使用寿命，还能有效避免出现反射件5沉入水中无法反射激光至收发部上的情况，较好的保证测量作业正常进行；激光传感器2中的收发部发射激光，经反射件5反射后由收发部接受并测距，能够有效避免出现激光传感器2直接照射液面进行测距受管体1内液面波动和水体透明度影响的情况，提高了测量数据的可靠性和稳定性；激光传感器2通过反射件5反射激光进行测距，使得激光传感器2无需浸入水中，较好的避免水体中的化学沉淀物质附着于表面，影响激光传感器2的使用寿命延长和精度。

由于将所述第二平衡件7设置于所述平台4远离所述反射件5的一侧，第二平衡件7使得反射件5和平台4的重心位于两个所述铰支座81连线之下，使得平台4及反射件5能保持平衡，较好的防止平台4发生翻转的情况，使得反射件5始终位于平台4上表面，从而使得反射件5始终可以反射收发部发出的激光，更有利于测量作业正常进行，具体地，如图3-4所示，第二平衡件7可以设为任意形状，列举两种实施方式，其中一种为球体型，通过连接柱与平台4下表面固定连接，另一种为半球型，安装于平台4的下表面上。

具体地，所述反射件5横截面呈圆形，所述反射件5直径大于或等于所述管体1的半径，使反射件5始终能反射到收发部发射的测距激光，较好的保证测量作业正常进行。

激光传感器2将测得的激光反射信号可以通过有线或无线的方式传输数据，其中，有线的方式，则通过铺设电缆，使电缆与激光传感器2电连接；作为优选的实施方式，所述电池与所述激光传感器2连接，所述无线通信模块与所述激光传感器2电连接，所述无线通信模块与云端服务器电连接，所述无线通信模块将所述激光传感器2得到的测距信号传输至云端服务器，当需要测量大坝或山体等整个片区的渗透压力大小时，在大坝内或山体外可以安设多个所述基于激光测距原理的大坝测压装置，将各基于激光测距原理的大坝测压装置的管体1内对应的水柱高度信号传输至云端服务器，观测者能够通过云端服务器直观查看整个片区的渗透压力大小；通过电池为激光传感器2供电，保证激光传感器2能够正常工作，设置所述无线通信模块，即实现数据的无线传输，无需铺设电缆及信号线等，给安装带来极大的便利，还省去后续检修电缆的时间。

其中，为了将激光传感器2安装于管体1顶部，如图1-2所示，在本实施例中，所述保护盖9固定设置于所述管体1顶部，管体1与保护盖9可通过螺栓件等可拆卸固定连接，所述激光传感器2固定安装于所述保护盖9的中心位置，另外，设置所述保护盖9，当需要将管体1内的平台4及反射件5等部件取出清理、检查时，方便对所述基于激光测距原理的大坝测压装置进行拆卸更换。

在其中一实施例中，如图1-2所示，所述第一平衡件6设置于所述浮球3远离所述平台4的一侧，所述第一平衡件6可以呈球体型、块状等任意形状，第一平衡件6的数量可根据实际情况进行调整，具体地，在本实施例中，所述第一平衡件6呈球体型，所述平台4、所述反射件5、所述第二平衡件7、所述支架8及所述铰支座81组成了类陀螺仪结构，第一平衡件6的重量大于所述类陀螺仪，使得整体结构能够保持平衡，同时使得所述类陀螺仪始终处于液面之上，进一步有效避免出现反射件5沉入水中无法反射激光至收发部上的情况。

其中，所述连接件61固定设置于所述浮球3远离所述平台4一侧，所述第一平衡件6与所述连接件61远离所述浮球3的一侧固接，如图1-2所示，连接件61呈杆体型，在其他实施例中，也可以设为其他形状，通过连接件61将第一平衡件6安装于浮球3一侧。

在其中一实施例中，当液面波动时，为了实现对平台4的调整，如图1-4所示，在本实施例中，所述支架8可通过螺栓件固定安装于所述浮球3上，所述支架8呈半圆弧型，所述铰支座81设有两个，所述平台4两端通过所述铰支座81铰接设置于所述支架8上，在其他实施例中，所述铰支座81的数量可根据需要进行调整，可以理解的是，当液面波动时，由于在第二平衡件7的作用下，平台4的重心始终处于下方，平台4可通过铰支座81相对支架8转动进行位置调整，使得所述平台4始终处于水平，即平台4上的反射件5始终呈水平设置，使得反射件5始终能够反射收发部发射的激光，有利于测距作业正常进行。

在其中一实施例中，所述防撞件呈周向设置于所述平台4的外表面上，所述防撞件采用防撞橡胶，防止反射件5与管体1内壁面发生碰撞，降低维修的频率，还能较好的保证激光反射作业正常进行。

另外，所述平台4具有与外置夹具适配的接口，便于从管体1中将平台4取出清洗、调整。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，包括：

管体(1)；

激光传感器(2)，安装于所述管体(1)的顶部，包括朝向所述管体(1)内部设置的收发部；

浮球(3)，漂浮于所述管体(1)内的液面上；

平台(4)，安装于所述浮球(3)上，且呈水平设置；

反射件(5)，安装于所述平台(4)朝向所述激光传感器(2)的一侧表面上，用以反射所述收发部发射的激光；

第二平衡件(7)，设置于所述平台(4)远离所述反射件(5)的一侧。

2.如权利要求1所述的基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括第一平衡件(6)，所述第一平衡件(6)设置于所述浮球(3)远离所述平台(4)的一侧。

3.如权利要求2所述的基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括固定设置于所述浮球(3)远离所述平台(4)一侧的连接件(61)，所述第一平衡件(6)与所述连接件(61)远离所述浮球(3)的一侧固接。

4.如权利要求1所述的基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括安装于所述浮球(3)上的支架(8)，所述平台(4)铰接设置于所述支架(8)上。

5.如权利要求4所述的基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括铰支座(81)，所述平台(4)两端通过所述铰支座(81)铰接设置于所述支架(8)上。

6.如权利要求1所述的基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，所述反射件(5)横截面呈圆形，所述反射件(5)直径大于或等于所述管体(1)的半径。

7.如权利要求1所述的基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括与所述激光传感器(2)连接的电池，以及与所述激光传感器(2)电连接的无线通信模块，所述无线通信模块与云端服务器电连接，所述无线通信模块将所述激光传感器(2)测得的信号传输至云端服务器；或所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括与所述激光传感器(2)电连接的电缆，所述电缆用以传输所述激光传感器(2)测得的信号。

8.如权利要求1所述的基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括设置于所述管体(1)顶部的保护盖(9)，所述激光传感器(2)固定设置于所述保护盖(9)上。

9.如权利要求1所述的基于激光测距原理的大坝测压装置，其特征在于，所述基于激光测距原理的大坝测压装置还包括防撞件，所述防撞件呈周向设置于所述平台(4)的外表面上。

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