CN203785705U - 一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置 - Google Patents
一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203785705U CN203785705U CN201420154864.4U CN201420154864U CN203785705U CN 203785705 U CN203785705 U CN 203785705U CN 201420154864 U CN201420154864 U CN 201420154864U CN 203785705 U CN203785705 U CN 203785705U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rubber dam
- chip microcomputer
- water level
- acquisition unit
- dam
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 16
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000034184 interaction with host Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，包括单片机、水位采集单元、温湿度传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器；其中，水位采集单元包括采集橡胶坝坝袋溢流水位高度的高精度水位采集单元和采集橡胶坝坝体的渗流压力的压力式水位采集单元，两者与单片机单向通信，温湿度传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器与单片机双向通信，单片机连接有提供电源的供电模块；本装置能够方便地采集到橡胶坝的振动频率、振动幅度、溢流水位高度及渗流压力等数据，实现对橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测分析，橡胶坝的远程实时安全监控与安全预警，特别是针对橡胶坝坝袋振动产生的安全问题得以监控和预警。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置。
背景技术
随着我国水利建设事业的发展橡胶坝作为一种新颖的坝型在营造滨水景观改善沿河小气候方面具有独特的优势得到了越来越多的应用时橡胶坝的使用仍存在一定缺陷比如坝袋的振动问题橡胶坝壁薄性柔溢流时由于水流的不稳定性易诱发坝袋振动它比一般结构的振动更为复杂坝袋振动易导致其磨损甚至发生脱层撕裂严重的还会破坏整个坝体。
虽然橡胶坝已经存在很多年，但对橡胶坝的安全运行及橡胶坝基安全监测技术一直没有实质性进展。因此监控其坝顶溢流水位高度、坝体振动幅度与振动频率，一旦发生险情及时联动调整坝高或塌坝过流。橡胶坝只有做到了安全运行，才能为城区的环境美化起到踊跃的增进作用。
发明内容
本实用新型为了解决上述问题，提出了一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，该装置通过对橡胶坝的振动频率、振动幅度、溢流水位高度、坝袋内压、渗流压力多个数据进行分析诊断，提前进行安全预警。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，包括单片机、水位采集单元、温湿度传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器；其中，水位采集单元包括采集橡胶坝坝顶动态溢流水位高度的高精度水位采集单元和采集橡胶坝坝体的渗流压力的压力式水位采集单元，两者与单片机单向通信，温湿度传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器与单片机双向通信，单片机连接有提供电源的供电模块。
所述单片机连接有双晶振电路单元、RTC时钟看门狗芯片和F-RAM铁电存储器。
所述陀螺仪传感器为三轴MEMS陀螺仪传感器。
所述加速度传感器为三轴加速度传感器。
所述单片机设有实现与上位机数据交互的数据总线接口单元。
本实用新型的有益效果为：
通过本实用新型的实施，可以实现对橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测分析，预警监测装置的三轴加速度计与三轴陀螺仪采集矢量振动频率、振动幅度和旋转角度，通过水位传感器采集坝顶溢水高度、坝袋内部水压及坝基渗水压力，将多数据融合后导入三维动画引擎实时还原现场的橡胶的工作状态，一旦出现数据异常上位机将产生预警信息，同时将自动弹出视频监控画面与现场3D模拟画面供工作人员分析诊断橡胶坝的工作情况。这种监控方法直观、准确、快速，不仅大大加快了预警响应时间，而且大大提高了突发预警的准确度，降低了水利用户在汛期橡胶坝的使用风险。本监控终端整体采用免维护设计方案，工作稳定可靠，安装结构简单，施工方便，设备成本较低，性价比高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1.低功耗远程供电模块，2.双晶振电路单元，3.RTC时钟看门狗芯片，4.F-RAM铁电存储器，5.工业现场数据总线接口单元，6.低功耗MCU单元，7.压力式水位采集单元，8.高精度水位采集单元，9.温湿度传感器，10.三轴MEMS陀螺仪传感器，11.三轴加速度传感器。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，以下简称预警监测装置，采用低功耗MCU单元6做控制核心，采用三轴加速度传感器芯片采集橡胶坝振动频率、振动幅度及瞬间水平倾斜角度，采用三轴MEMS陀螺仪传感器10采集橡胶坝某位置的旋转角加速度；通过高精度水位采集单元8采集橡胶坝坝袋溢流水位高度，通过压力式水位采集单元7采集橡胶坝坝体的渗流压力；内部集成温湿度传感器9监控终端内部是否有漏水或湿度过高，同时检测现场环境温度。
预警监测装置上电后首先进行系统初始化工作，自动载入三轴陀螺仪与三轴加速度计的校正偏移量及各个传感器的报警阀值，为后续精确采集做准备。
预警监测装置进入自动载入工作模式后，系统默认以实时高速在线采集模式运行，预警监测装置的低功耗MCU单元6以高频晶振提供的时钟运行，并与上位机建立实时数据链路，实时调度各种传感器进行数据采集，集成工业现场数据总线接口，实现与上位机的数据交互。
预警监测装置与上位机通信中断时，低功耗MCU单元6控制F-RAM铁电存储器4按照实时RTC时钟看门狗芯片3提供的准确时间将传感器的采集数据记录下来，待通信正常时自动上传记录数据或人工进行数据读取。
所述上位机对接收到的数据进行数据解析，对每一帧数据进行协议分析，提取三轴陀螺仪、三轴加速度计、坝顶溢水高度、坝内压力、坝体渗压等关键信息，供上位机进行数据融合和分析存储。
预警监测装置整体防护设计采用IP68防护等级，被封装在一个一端开口的橡胶盒内。现场安装时，先通过专用胶将橡胶套固定在橡胶坝顶部的某一位置；橡胶套固定好后，只需将预警监控终端塞到橡胶套中，用一个不锈钢螺丝紧固，实现现场数据监控。
终端供电采用低功耗远程供电模块1可以实现输入12～48V宽电压范围工作，适应太阳能电池或现场直流供电，对应不同的输入电压，可以根据预警监控终端的各部分电路单元的需求，输出稳定的工作电压。
低功耗MCU单元6为预警监控终端的核心控制单元，低功耗MCU单元6采用双晶振工作模式，与双晶振电路单元2连接，选择低频晶振实现低速工作模式，选择高频晶振实现高速工作模式，满足不同现场对功耗或数据带宽的考虑。
F-RAM铁电存储器4接受低功耗MCU单元6的控制，根据命令，保存需要保存的有效数据。
RTC时钟看门狗芯片3用来实现低功耗MCU单元6死机时的复位，已经给预警监控终端提供实时时钟，与上位机时间相对应。
预警监控终端根据功能需要可以采集如下的数据，可以实现对橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测分析，三轴加速度传感器11采集橡胶坝振动频率、振动幅度及瞬间水平倾斜角度；三轴MEMS陀螺仪传感器10采集橡胶坝某位置的旋转角加速度；高精度水位采集单元8采集橡胶坝坝袋溢流水位高度；压力式水位采集单元7采集橡胶坝坝体的渗流压力；温湿度传感器单元9监测监控终端内部是否有漏水或湿度过高，同时检测现场环境温度。
预警监控终端采用工业现场数据总线接口单元5，实现与上位的数据交互。预警监控终端与上位机通信中断时，低功耗MCU单元6控制F-RAM铁电存储器4按照RTC时钟看门狗芯片3提供的准确时间将各种采集数据记录下来，待通信正常时自动上传数据记录或人工进行数据读取。
预警监控终端上电后首先进行系统初始化工作，自动载入三轴陀螺仪与三轴加速度计的校正偏移量及各个传感器的报警阀值，为后续精确采集做准备；自动载入工作模式，系统默认以实时高速在线采集模式运行，低功耗MCU单元6以高频晶振提供的时钟运行，并与上位机建立实时数据链路，实时调度各种传感器进行数据采集，实现与上位机数据交互。
根据实际运行的需要，上位机可以下发配置指令更改终端的运行模式，配置为离线低速模式，在离线低速模式下，终端依然可以控制各传感器采集数据，一旦发现数据异常，如三轴加速计发现振动幅度超限，终端自动进入振幅唤醒模式；终端内部有RTC实时时钟，可按设定的周期自动定时唤醒；而且允许上位机通过现场工业总线进行上位唤醒。终端唤醒后进入实时高速采集模式，与上位机建立数据链路，实现与上位机的数据交互，数据传递完毕后执行数据链路断开，再次进入离线低速模式。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，其特征是：包括单片机、水位采集单元、温湿度传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器；其中，水位采集单元包括采集橡胶坝坝顶动态溢流水位高度的高精度水位采集单元和采集橡胶坝坝体的渗流压力的压力式水位采集单元，两者与单片机单向通信，温湿度传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器与单片机双向通信，单片机连接有提供电源的供电模块。
2.如权利要求1所述的一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，其特征是：所述单片机连接有双晶振电路单元、RTC时钟看门狗芯片和F-RAM铁电存储器。
3.如权利要求1所述的一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，其特征是：所述陀螺仪传感器为三轴MEMS陀螺仪传感器。
4.如权利要求1所述的一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，其特征是：所述加速度传感器为三轴MEMS加速度传感器。
5.如权利要求1所述的一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置，其特征是：所述单片机设有实现与上位机数据交互的数据总线接口单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420154864.4U CN203785705U (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420154864.4U CN203785705U (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203785705U true CN203785705U (zh) | 2014-08-20 |
Family
ID=51321883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420154864.4U Expired - Lifetime CN203785705U (zh) | 2014-04-01 | 2014-04-01 | 一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203785705U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106595566A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-04-26 | 山东康威通信技术股份有限公司 | 一种针对橡胶坝的位移和姿态的分析方法 |
| CN108492532A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-04 | 中科院广州电子技术有限公司 | 一种山体滑坡地质灾害的预警系统及其预警方法 |
| CN111080982A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 三峡大学 | 一种基于多传感器的大坝安全智能监测与预警系统及方法 |
| CN114166169A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-11 | 明石创新(烟台)微纳传感技术研究院有限公司 | 一种橡胶水坝外形测量装置 |
-
2014
- 2014-04-01 CN CN201420154864.4U patent/CN203785705U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106595566A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-04-26 | 山东康威通信技术股份有限公司 | 一种针对橡胶坝的位移和姿态的分析方法 |
| CN106595566B (zh) * | 2016-11-21 | 2019-04-09 | 山东康威通信技术股份有限公司 | 一种针对橡胶坝的位移和姿态的分析方法 |
| CN108492532A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-09-04 | 中科院广州电子技术有限公司 | 一种山体滑坡地质灾害的预警系统及其预警方法 |
| CN108492532B (zh) * | 2018-03-26 | 2023-08-22 | 中科院广州电子技术有限公司 | 一种山体滑坡地质灾害的预警系统及其预警方法 |
| CN111080982A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 三峡大学 | 一种基于多传感器的大坝安全智能监测与预警系统及方法 |
| CN114166169A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-11 | 明石创新(烟台)微纳传感技术研究院有限公司 | 一种橡胶水坝外形测量装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103954318B (zh) | 一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测分析方法 | |
| CN203785705U (zh) | 一种橡胶坝震动形变及动态溢流水位监测装置 | |
| CN102135769B (zh) | 多功能数据采集系统及控制方法 | |
| CN204672645U (zh) | 可自适应连续工作的远程输油管道清理机器人 | |
| CN103364046A (zh) | 气介式智能水位计及水位测量方法 | |
| CN105243787B (zh) | 一种老年人跌倒报警系统、报警方法及报警器 | |
| CN108784637A (zh) | 医用胶囊内窥镜自适应图像帧率调整方法及帧率调整系统 | |
| CN106909065A (zh) | 一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法 | |
| CN106338948A (zh) | 一种物流管理终端的工作方法 | |
| CN206212046U (zh) | 基于物联网的老年人户外运动监测提醒装置 | |
| CN205721378U (zh) | 基于stm32的航拍四轴飞行器控制系统 | |
| CN102062785A (zh) | 一种深海自容式加速度传感器数据采集装置 | |
| CN112067330A (zh) | 一种基于存算一体技术的设备故障诊断方法及装置 | |
| CN206450202U (zh) | 一种监测无线终端 | |
| CN207036889U (zh) | 一种河流流速自动监测系统 | |
| CN103873563A (zh) | 一种具有网络接口电路的农业环境信息采集控制装置 | |
| CN110410281B (zh) | 一种风电机组真实来流风速的测量方法和装置 | |
| CN209541986U (zh) | 无线真空度仪 | |
| CN209878995U (zh) | 一种基于窄带物联网的运动物体姿态定位装置 | |
| CN106248881A (zh) | 无线气体测控系统 | |
| CN206638292U (zh) | 用于水表的防拆检测系统 | |
| CN109159135B (zh) | 一种新能源农业信息采集用机器人及其使用方法 | |
| CN207852055U (zh) | 一种坐姿矫正控制装置 | |
| CN206208309U (zh) | 水文信息采集仪 | |
| CN205597318U (zh) | 一种具有环境监测功能的智能手环 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 250101 A203, block F, entrepreneurship square, Qilu Software Park, No.1 Shunhua Road, high tech Development Zone, Jinan City, Shandong Province Patentee after: Conway Communication Technology Co.,Ltd. Address before: 250101 A203, block F-1, Qilu Software Park, No.1 Shunhua Road, high tech Zone (Lixia District), Jinan City, Shandong Province Patentee before: SHANDONG KANGWEI COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140820 |