CN205038019U - 堤坝防渗漏监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型堤坝防渗漏监测装置，具有抗干扰性好、性能稳定、探测结果准确的优点，实现了实时有效的监测效果。本实用新型包括堤坝本体、监测系统，所述堤坝本体上设置有防渗坡；所述防渗坡表面设置有防腐层，所述防腐层的下部设置有混凝土固定层，所述混凝土固定层的下部设置有防水卷材层，所述堤坝本体的下端设置有防渗体；所述监测系统通过信号线连接有探测仪，所述探测仪连有探头组，所述探头组完全插入到堤坝本体上的防渗坡内；所述监测系统包括信号通道电路、ADC模块、电源模块、微处理器、SD卡模块、通信模块、触摸屏、液晶显示屏；所述SD卡模块、通信模块、触摸屏、液晶显示屏分别与微处理器相连；所述电源模块为整个监测系统提供电能。

Description

堤坝防渗漏监测装置

技术领域

本实用新型属于水利工程水坝技术领域，具体地是涉及一种堤坝防渗漏监测装置。

背景技术

水库堤坝作为水利工程的重要组成部分，它们为人类生产及国民经济发展做出了极其重要的贡献；年复一年，日复一日，随着水库堤坝运行时日的增长，以及受施工质量，不良地质结构等因素的影响，水库堤坝在各方面的隐患的日益加剧，由库坝渗漏引发的灾害性事故屡见不鲜，早已超过千余起；因此采取有效措施防止水库堤坝恶化、保护坝堤安全已成为当今社会的一种共识。

渗漏是堤坝破坏力最大的病害之一，其主要受到坝基工程和地质条件的双重影响；目前，我国测量渗漏的方法主要有钻孔取样法、人工巡查法、地球物理探测等；传统渗漏监测方法与勘测矿产的手段类似，只能监测一定程度上的险情，并不能精准地测量到渗漏数据及发展变化状况，更不能及时发现和预报险情，以致堤坝崩溃、水库垮堤时有发生，致使在事故发生时不能掌握主动权，严重危害国民经济建设和附近居民的生命财产安全。

由此可见，能有效监测水库堤坝的运行状况，及时发现渗漏异常，防微杜渐是当今科研方面研究的重点；传统的堤坝渗漏探测方法是直接照搬勘测矿产的方法，只注意到探测原理上的相似之处，没有准确具体的体现堤坝渗漏的特点，所探测到数据值反映的是地质体物理性质的综合值，数据解析也仅仅是凭借解释者的主观推断；因此，探测结果不可靠，不能科学监测坝堤渗漏。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种堤坝防渗漏监测装置；本实用新型具有抗干扰性好、性能稳定、探测结果准确的优点，实现了实时有效的监测效果。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型堤坝防渗漏监测装置，包括堤坝本体、监测系统，所述堤坝本体上设置有防渗坡；其结构要点是：所述防渗坡表面设置有防腐层，所述防腐层的下部设置有混凝土固定层，所述混凝土固定层的下部设置有防水卷材层，所述堤坝本体的下端设置有防渗体；所述监测系统通过信号线连接有探测仪，所述探测仪连有探头组，所述探头组完全插入到堤坝本体上的防渗坡内。

所述监测系统包括信号通道电路、ADC模块、电源模块、微处理器、SD卡模块、通信模块、触摸屏、液晶显示屏，所述信号通道电路包括信号输入电路，所述信号输入电路的输出端连接有前增益放大电路，与所述前增益放大电路连接有带通滤波电路，与所述带通滤波电路连接有后增益放大电路；所述后增益放大电路的输出端与ADC模块相连，所述ADC模块的输出端与微处理器相连，所述SD卡模块、通信模块、触摸屏、液晶显示屏分别与微处理器相连；所述电源模块为整个监测系统提供电能。

另外，本实用新型所述的防渗体为沥青混凝土防渗墙。

作为本实用新型的一种优选方案，所述防水卷材层采用PVC防水卷材。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述信号输入电路包括运算放大器U1A、U1B、U1C，所述U1A的正极端连接电容C1的正极，电容C1的另一端连接磁珠Z1的一端，磁珠Z1的另一端连接探测仪插座INA端；所述U1B的正极端连接电容C2的正极，电容C2的另一端连接磁珠Z2的一端，磁珠Z2的另一端连接探测仪插座INB端；所述探测仪插座INA、INB端与探测仪相连。

进一步地，所述探测仪采用地下磁流体探测仪。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述增益放大电路采用可编程增益放大器构成，所述可编程增益放大器包括运算放大器U1D、输入电阻R11、平衡电阻R22，以及运算放大器U1D输入、输出端之间连接的增益调节电阻R33、R44、R55和模拟切换开关K1。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述带通滤波电路采用可编程带通滤波器构成，所述可编程带通滤波器包括运算放大器U2A，与运算放大器U2A的负极输入端相连的模拟切换开关K2和电容组CA1、CA2、CA3，与运算放大器U2A的输出端Vout相连的模拟切换开关K3和电容组CB1、CB2、CB3。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述微处理器采用STM32F207VGT6处理器芯片。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述ADC模块采用TLV2544模数转换芯片，所述TLV2544的16、2、1、3引脚分别与STM32F207VGT6处理器的92、91、90、89引脚相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述液晶显示屏采用TFT-总线型彩色液晶显示屏。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述通信模块采用MAX489低功耗收发芯片，所述MAX489的5、2引脚分别与STM32F207VGT6处理器的47、48引脚相连。

本实用新型的有益效果。

本实用新型提供的堤坝防渗漏监测装置，所述堤坝本体上设置的防渗坡结构，具有很好的防腐蚀能力和抗渗漏效果；并又采用地下磁流体探测仪与监测系统相结合，对堤坝本体进行实时有效的监测，抗干扰性好、性能稳定、探测结果准确；采用地下磁流体探测仪与监测系统相结合的具体优点：（1）采用地下天然电磁场作为工作场，在低成本的前提下获得较高的工作效率；（2）监测不会受到地质环境影响，可以准确确定渗漏点的位置。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的监测系统结构框图。

图3是本实用新型的信号输入电路的电路连接图。

图4是本实用新型的增益放大电路的电路连接图。

图5是本实用新型的带通滤波电路的电路连接图。

图6是本实用新型的ADC模块的电路接线图。

图7是本实用新型的通信模块的电路接线图。

图中标记：1为堤坝本体、2为防水卷材层、3为混凝土固定层、4为防腐层、5为探头组、6为监测系统、7为信号线、8为探测仪、9为防渗坡、10为防渗体。

具体实施方式

结合图1和2所示，本实用新型堤坝防渗漏监测装置，包括堤坝本体1、监测系统6，所述堤坝本体1上设置有防渗坡9；其结构要点是：所述防渗坡9表面设置有防腐层4，所述防腐层4的下部设置有混凝土固定层3，所述混凝土固定层3的下部设置有防水卷材层2，所述堤坝本体1的下端设置有防渗体10；所述监测系统6通过信号线7连接有探测仪8，所述探测仪8连有探头组5，所述探头组5完全插入到堤坝本体上1的防渗坡9内。

所述监测系统6包括信号通道电路、ADC模块、电源模块、微处理器、SD卡模块、通信模块、触摸屏、液晶显示屏，所述信号通道电路包括信号输入电路，所述信号输入电路的输出端连接有前增益放大电路，与所述前增益放大电路连接有带通滤波电路，与所述带通滤波电路连接有后增益放大电路；所述后增益放大电路的输出端与ADC模块相连，所述ADC模块的输出端与微处理器相连，所述SD卡模块、通信模块、触摸屏、液晶显示屏分别与微处理器相连；所述电源模块为整个监测系统提供电能。

另外，本实用新型所述的防渗体10为沥青混凝土防渗墙。

所述防水卷材层2采用PVC防水卷材。

本实用新型所述防腐层4可以有效地减小水利工程中水流对堤坝本体1的长期侵蚀作用，有效的提高堤坝的寿命，放置腐蚀后出现裂缝等情况；所述防腐层4下部设置的混凝土固定层3，以及在所述混凝土固定层3下部固定设置的防水卷材层2，防渗止水效果好，使用混凝土固定层3固定，增加了强度，延长使用寿命；此外，所述堤坝本体1下端设置的防渗体10，有效防止了坝基处出现水分的渗漏现象。

如图3所示，为本实用新型的信号输入电路的电路连接图；图中，包括运算放大器U1A、U1B、U1C，所述U1A的正极端连接电容C1的正极，电容C1的另一端连接磁珠Z1的一端，磁珠Z1的另一端连接探测仪插座INA端；所述U1B的正极端连接电容C2的正极，电容C2的另一端连接磁珠Z2的一端，磁珠Z2的另一端连接探测仪插座INB端；所述探测仪插座INA、INB端与探测仪相连。

进一步地，所述探测仪采用地下磁流体探测仪；探测结果准确。

如图4所示，为本实用新型的增益放大电路的电路连接图；图中，所述增益放大电路采用可编程增益放大器构成，所述可编程增益放大器包括运算放大器U1D、输入电阻R11、平衡电阻R22，以及运算放大器U1D输入、输出端之间连接的增益调节电阻R33、R44、R55和模拟切换开关K1。

如图5所示，为本实用新型的带通滤波电路的电路连接图；图中，所述带通滤波电路采用可编程带通滤波器构成，所述可编程带通滤波器包括运算放大器U2A，与运算放大器U2A的负极输入端相连的模拟切换开关K2和电容组CA1、CA2、CA3，与运算放大器U2A的输出端Vout相连的模拟切换开关K3和电容组CB1、CB2、CB3。

所述微处理器采用STM32F207VGT6处理器芯片。

所述ADC模块采用TLV2544模数转换芯片，所述TLV2544的16、2、1、3引脚分别与STM32F207VGT6处理器的92、91、90、89引脚相连。

所述通信模块采用MAX489低功耗收发芯片，所述MAX489的5、2引脚分别与STM32F207VGT6处理器的47、48引脚相连。

所述液晶显示屏采用TFT-总线型彩色液晶显示屏；所述触摸屏采用四线电阻式触摸屏。

结合附图和技术方案阐述本实用新型的监测过程：首先通过探针组对堤坝本体的防渗坡内有渗流处进行检测，检测信号通过检测信号线传输给监测系统，监测系统对检测信号进行分析处理，然后通过液晶显示屏显示出具体的渗漏位置、渗漏量大小等数据信息；最后再通过通信模块与其他监测站之间进行方便快捷的交流数据信息，使得相关技术管理人员在获得信息后可快速采取应对措施。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (10)

1.堤坝防渗漏监测装置，包括堤坝本体、监测系统，所述堤坝本体上设置有防渗坡；其特征在于：所述防渗坡表面设置有防腐层，所述防腐层的下部设置有混凝土固定层，所述混凝土固定层的下部设置有防水卷材层，所述堤坝本体的下端设置有防渗体；所述监测系统通过信号线连接有探测仪，所述探测仪连有探头组，所述探头组完全插入到堤坝本体上的防渗坡内；所述监测系统包括信号通道电路、ADC模块、电源模块、微处理器、SD卡模块、通信模块、触摸屏、液晶显示屏，所述信号通道电路包括信号输入电路，所述信号输入电路的输出端连接有前增益放大电路，与所述前增益放大电路连接有带通滤波电路，与所述带通滤波电路连接有后增益放大电路；所述后增益放大电路的输出端与ADC模块相连，所述ADC模块的输出端与微处理器相连，所述SD卡模块、通信模块、触摸屏、液晶显示屏分别与微处理器相连；所述电源模块为整个监测系统提供电能。

2.根据权利要求1所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述防水卷材层采用PVC防水卷材。

3.根据权利要求1所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述信号输入电路包括运算放大器U1A、U1B、U1C，所述U1A的正极端连接电容C1的正极，电容C1的另一端连接磁珠Z1的一端，磁珠Z1的另一端连接探测仪插座INA端；所述U1B的正极端连接电容C2的正极，电容C2的另一端连接磁珠Z2的一端，磁珠Z2的另一端连接探测仪插座INB端；所述探测仪插座INA、INB端与探测仪相连。

4.根据权利要求3所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述探测仪采用地下磁流体探测仪。

5.根据权利要求1所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述增益放大电路采用可编程增益放大器构成，所述可编程增益放大器包括运算放大器U1D、输入电阻R11、平衡电阻R22，以及运算放大器U1D输入、输出端之间连接的增益调节电阻R33、R44、R55和模拟切换开关K1。

6.根据权利要求1所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述带通滤波电路采用可编程带通滤波器构成，所述可编程带通滤波器包括运算放大器U2A，与运算放大器U2A的负极输入端相连的模拟切换开关K2和电容组CA1、CA2、CA3，与运算放大器U2A的输出端Vout相连的模拟切换开关K3和电容组CB1、CB2、CB3。

7.根据权利要求1所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述微处理器采用STM32F207VGT6处理器芯片。

8.根据权利要求1所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述ADC模块采用TLV2544模数转换芯片，所述TLV2544的16、2、1、3引脚分别与STM32F207VGT6处理器的92、91、90、89引脚相连。

9.根据权利要求1所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述液晶显示屏采用TFT-总线型彩色液晶显示屏。

10.根据权利要求1所述的堤坝防渗漏监测装置，其特征在于：所述通信模块采用MAX489低功耗收发芯片，所述MAX489的5、2引脚分别与STM32F207VGT6处理器的47、48引脚相连。