CN203364919U

CN203364919U - 大型沉箱水位自动监测系统

Info

Publication number: CN203364919U
Application number: CN2013204372894U
Authority: CN
Inventors: 黄建生; 陆红; 卢书明; 胡利文; 余东华; 卢普伟; 申启杰; 申定安
Original assignee: Engineering Co Ltd Of Middle Friendship Four Boat Office 5th; CCCC Fourth Harbor Engineering Co Ltd
Current assignee: Engineering Co Ltd Of Middle Friendship Four Boat Office 5th; CCCC Fourth Harbor Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-07-22

Abstract

本实用新型针对现有大型沉箱浮游稳定水位监测中存在的问题，提供了一种基于电子信息技术的大型沉箱水位自动监测系统，所述大型沉箱水位自动监测系统包括分设于各个沉箱格仓的多个水位传感器探头、集线盒、微处理器、显示电路、报警电路及电源电路，所述水位传感器探头将水深压强信号转变为电信号并通过数据线传输至集线盒，集线盒将电信号传输到微处理器，微处理器将电信号转换为水位数据，通过显示电路在显示仪中读出沉箱各格仓的水位，当任何两个格仓水位之差大于预设值时，报警电路发出报警信号。本实用新型精度高、可靠性好、安全便捷，可以连续动态监测，有利于实现大型沉箱浮运和沉放过程中的信息化施工监测。

Description

大型沉箱水位自动监测系统

技术领域

本实用新型涉及港口码头施工技术领域，具体地说，涉及一种用于大型沉箱浮游稳定的水位自动监测仪。

背景技术

重力式码头大型沉箱自重大、体积大，在浮运和沉放过程中必须保持平衡，即要求有一定的浮游稳定性。而其各个格仓的压舱水位是一个关键因素，如果格仓内的压舱水位控制不好，沉箱就容易失去平衡，进而导致失稳倾覆，将给施工造成安全事故和巨大的经济损失。

水位监测主要依靠水位测量仪来实现的。现有的水位测量仪分为两大类：非接触式类和接触类。非接触类一般包括：超声波（声学）式、电波式（雷达）、光学式（激光）。接触类一般包括：浮子式和浸入式（压力式）。非接触类价格昂贵，使用成本较高，也容易受水质、潮汐、天气等因素的制约。目前，我国水文监测站常用的水位测量仪主要有浮子式和压力式水位仪两种。浮子式水位仪通过钢丝绳与水位轮相配合吊下浮子直接接触水面，跟踪水位升降，以机械的方式直接传动记录，其缺点是钢丝绳会产生质量转移误差，钢丝绳溅水后与水位轮之间容易打滑，也无法实现自动监测。压力式水位仪具有精度高、成本低、适应性强等优点，是大型沉箱水位自动监测较理想的仪器。

目前，大型沉箱浮游稳定各个格仓的水位监测仍然停留在采用“浮球＋测绳”的人工监测方法，人工监测有如下的缺点：（1）精度较低，易受人为因素影响；（2）人站在沉箱四周壁墙顶，高空作业，存在较大的安全隐患。（3）无法连续地自动监测，监测数据不同步。因此，有必要研发出一种大型沉箱浮游稳定的水位自动监测仪。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善压舱水位人工监测存在的不足，提供一种基于电子信息技术的大型沉箱水位自动监测仪，以解决大型沉箱浮运或沉放过程中水位自动监测的难题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：大型沉箱水位自动监测系统，所述大型沉箱水位自动监测系统包括分设于各个沉箱格仓的多个水位传感器探头、集线盒、微处理器、显示电路、报警电路及电源电路，所述水位传感器探头将水深压强信号转变为电信号并通过高强数据线传输至集线盒，集线盒将电信号传输到微处理器，微处理器将电信号转换为水位数据，通过显示电路在显示仪中读出沉箱各格仓的水位，当任何两个格仓水位之差大于预设值时，报警电路发出报警信号。

优选地，所述集线盒包括多个分集线盒和一个总集线盒，所述若干个水位传感器探头通过高强数据线把电信号传输至一个分集线盒，多个分集线盒将接收的电信号通过数据线传输至所述总集线盒。

优选地，所述水位传感器探头采用压阻式压力敏感元件。

优选地，所述分集线盒采用4位分集线盒，高强数据线与分集线盒之间采用插拔连接。

优选地，所述总集线盒采用16位总集线盒，总集线盒与分集线盒之间通过普通数据线连接，连接方式采用插拔连接。

优选地，所述大型沉箱水位自动监测系统的电源采用24V直流电源。

优选地，所述报警电路采用NYY33-PP102型蜂鸣报警器。

优选地，所述显示电路采用磁电式指针长形表显示仪。

本实用新型的有益效果为：

（1）大型沉箱浮游稳定的水位自动监测仪精度高，成本低，可以连续监测，克服了采用“浮球＋测绳”人工监测水位易受人为因素影响、无法同步等缺点。

（2）人工监测水位具有一定的滞后性、费时费工、且存在高空、临边作业的安全隐患。大型沉箱浮游稳定的水位自动监测仪让沉箱出运和安装施工更安全、更高效，大大提高了工效和监测人员的安全性。

（3）大型沉箱不同格仓的水位监测结果可以通过显示电路在显示仪中直接读出，或者通过数据接口传输给计算机进行数据的存储、绘制曲线等处理，实现了对沉箱不同格仓水位的自动监测功能。

（4）大型沉箱浮游稳定的水位自动监测仪有利于实现大型沉箱浮运或沉放过程中的信息化施工，全程监控大型沉箱各格仓压舱水位的动态变化，施工过程中安全可控、有保障。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图

图2为本实用新型的结构示意图

附图标记列表：

水位传感器探头1、高强数据线2、分集线盒3A、分集线盒3B、分集线盒3C、分集线盒3D、总集线盒4、微处理器5、显示电路6、报警电路7、电源电路8、沉箱100、格仓101、格仓102、格仓103、格仓104、格仓105、格仓106、格仓107、格仓108、格仓109、格仓110、格仓111、格仓112、格仓113、格仓114、格仓115、格仓116、沉箱前趾117、沉箱后趾118。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的系统组成，其包括分设于各个沉箱格仓的多个水位传感器探头1、分集线盒(3A、3B、3C、3D)、总集线盒4、微处理器5、显示电路6、报警电路7及电源电路8。如图2所示，设置有16格仓的沉箱100在每一格仓内设有一个水位传感器探头1，水位传感器探头将水深压强信号转变为电信号并通过高强数据线2传输至分集线盒(3A、3B、3C、3D)、分集线盒接收的电信号通过普通数据线传输到总集线盒4，总集线盒4将电信号传输到微处理器5，微处理器5将电信号转换为水位数据，通过显示电路6在显示仪中读出沉箱各格仓的水位，当任何两个格仓水位之差大于预设值时，由报警电路7发出报警信号。所述的高强数据线是指在普通、常用的数据线的基础上采用氯丁橡胶套和绝缘层厚度加厚的保护结构，提高数据线的抗拉强度和抗海水腐蚀性能。

优选的是，水位传感器探头1采用MPM281压阻式压力敏感元件，它是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，即在单晶硅的基片上用扩散工艺（或离子注入工艺及溅射工艺）制成一定形状的应变元件，当受至压力作用时，应变元件的电阻会发生变化，从而使输出电压发生变化，能实现水压力到电信号的精确转换。该元件采用高稳定性扩散硅，外壳采用外径中Φ19mm的316L全不锈钢结构进行封装，被测压力经过316L隔离膜片和内部介质传递到硅压阻式敏感元件上。

分集线盒采用4位分集线盒，高强数据线与分集线盒之间采用插拔连接。总集线盒采用16位总集线盒，总集线盒与分集线盒之间通过普通数据线连接，连接方式采用插拔连接。

系统电源采用24V直流电源。所述报警电路采用NYY33-PP102型蜂鸣报警器。所述显示电路采用磁电式指针长形表显示仪。

微处理器5带有一个8KB的FLASH可编程可擦除只读存储器(EPROM)，它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器(NURAM)技术，单片机内的FLASH存储器允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程，操作十分方便。

利用本实用新型监测水位时采用以下步骤：

1、将16个水位传感器探头（探头个数根据沉箱格仓数确定）如图2所示放置在大型沉箱的不同格仓，距离沉箱底板高度10cm。

2、按图2将线路连接好，打开电源电路的电源开关，显示电路的显示仪开关，调节显示仪读数归零。

3、打开大型沉箱两侧的进水孔阀门给各格仓加注压舱水，不同格仓水深压强信号通过水位传感器探头，转变为电信号，通过高强数据线传输到4个分集线盒。分集线盒接收的电信号通过普通数据线传输到1个总集线盒。

4、总集线盒电信号传输到微处理器，经过微处理器水位监测数据处理软件进行计算处理后，电信号转换为水位数据，通过显示电路在显示仪中直接读出大型沉箱中不同格仓的水位，或者通过数据接口传输给计算机进行数据的存储、绘制曲线等处理。

5、根据读数仪的显示水位监测结果，获得大型沉箱各个格仓的水位数据，若格仓水位差大于特定的预设值时（预设值可以根据具体沉箱结构计算设定），报警器会发出蜂鸣报警声，提示大型沉箱格仓压舱水差过大，可能出现不平衡失稳。

6、通过大型沉箱两侧进水孔阀门的关闭和开启，配合抽水机抽水调节，保证大型沉箱在浮运和沉放过程中各个格仓的水位处于受控状态，从而保证大型沉箱的浮游稳定性。

Claims

1.大型沉箱水位自动监测系统，其特征在于：所述大型沉箱水位自动监测系统包括分设于各个沉箱格仓的多个水位传感器探头、集线盒、微处理器、显示电路、报警电路及电源电路，所述水位传感器探头将水深压强信号转变为电信号并通过数据线传输至集线盒，集线盒将电信号传输到微处理器，微处理器将电信号转换为水位数据，通过显示电路在显示仪中读出沉箱各格仓的水位，当任何两个格仓水位之差大于预设值时，报警电路发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的大型沉箱水位自动监测系统，其特征在于：所述集线盒包括多个分集线盒和一个总集线盒，所述若干个水位传感器探头通过数据线把电信号传输至一个分集线盒，多个分集线盒将接收的电信号通过数据线传输至所述总集线盒。

3.根据权利要求1所述的大型沉箱水位自动监测系统，其特征在于：所述水位传感器探头采用压阻式压力敏感元件。

4.根据权利要求2所述的大型沉箱水位自动监测系统，其特征在于：所述分集线盒采用4位分集线盒，数据线与分集线盒之间采用插拔连接。

5.如权利要求2所述的大型沉箱水位自动监测系统，其特征在于：所述总集线盒采用16位总集线盒，数据线与总集线盒之间采用插拔连接。

6.如权利要求1所述的大型沉箱水位自动监测系统，其特征在于：所述大型沉箱水位自动监测系统的电源采用24V直流电源。

7.如权利要求1所述的大型沉箱水位自动监测系统，其特征在于：所述报警电路采用NYY33-PP102型蜂鸣报警器。

8.如权利要求1所述的大型沉箱水位自动监测系统，其特征在于：所述显示电路采用磁电式指针长形表显示仪。