CN211696355U - 一种防泄漏的垂直位移监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防泄漏的垂直位移监测装置，包括储液箱、主机、主液位传感器、副液位传感器、电动密封机构和多个静力水准仪，所述储液箱包括主仓和多个副仓，主仓分别与多个副仓连通，多个副仓分别通过多根连通液管路与多个静力水准仪连通；所述主液位传感器固定在主仓内，所述副液位传感器分别固定在多个副仓内，所述主机分别与静力水准仪、主液位传感器、副液位传感器和电动密封机构连接；所述电动密封机构分别固定在多根连通液管路上。本实用新型能够对各静力水准仪对应的连通液液位进行实时监控，快速、准确地识别存在液体泄漏的管道，并自动对其进行封堵，从而保证其它静力水准仪的正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及位移监控技术领域，尤其涉及一种防泄漏的垂直位移监测装置。
背景技术
静力水准仪是目前在垂直位移监测领域重要的技术手段，具有精度高、可实时监测等优势。在城市综合管廊、大坝、核电站、基坑、隧道、桥梁、地铁等对垂直位移和倾斜有监测需求的工程项目中广泛应用。其连接结构为多只静力水准仪分别通过连通液管路与储液箱连接。其测量原理为连通器的原理,多个通过连通液管路连接在一起的储液罐的液面，总是在同一水平面，通过测量不同储液罐的液面高度，经过计算可以获得各个静力水准仪的相对沉降差异。通过现场采集箱内置单机版采集软件实现自动采集数据并存储于现场采集系统内，再通过有线或无线通讯与互联网相连进而传到后台网络版软件，从而实现自动化观测。
虽然静力水准仪在目前被广泛应用，但是目前市面上的静力水准仪仍然来存在以下两个不足：1）系统的可靠性不高。由于各个静力水准仪是串联组合的，任何一处连通液管路泄漏，都会导致连通液大量流失，从而造成静力水准系统失效。2）测点的液面快速波动会对相邻测点存在瞬间干扰，因此无法准确测量处于动态波动中的被测对象（如运营桥梁的扰度测量）。其原因在于各测点高程的变化通过液体压力传递，任一测点液面快速波动时，其形成的压力会改变临近串联测点的液面高度。串联形成的各个静力水准仪在动态波动环境中容易形成相互干扰，从而影响测量精度和延长液面稳定时间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种防泄漏的垂直位移监测装置，本实用新型能够对各静力水准仪对应的连通液液位进行实时监控，快速、准确地识别存在液体泄漏的管道，并自动对其进行封堵，从而保证其它静力水准仪的正常工作。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：包括储液箱、主机、主液位传感器、副液位传感器、电动密封机构和多个静力水准仪，所述储液箱包括主仓和多个副仓，主仓分别与多个副仓连通，多个副仓分别通过多根连通液管路与多个静力水准仪连通；所述主液位传感器固定在主仓内，所述副液位传感器分别固定在多个副仓内，所述主机分别与静力水准仪、主液位传感器、副液位传感器和电动密封机构连接；所述电动密封机构分别固定在多根连通液管路上，电动密封机构用于在对应的连通液管路道出现泄漏时进行密封。
所述主仓为圆柱形结构，多个副仓以圆周排列的方式均匀设置在主仓四周。
所述副仓通过设置在内侧底部内孔与主仓连通，所述副仓通过设置在外侧底部外孔与静力水准仪连通。
所述内孔与外孔的内径比小于1/20。
所述主仓的容积在储液箱中的容积占比大于95%，所有副仓的容积之和在储液箱中的容积占比小于5%。
所述电动密封机构包括密封容器、电动阀门和隔离膜，密封容器固定在连通液管路上，隔离膜固定在密封容器与连通液管路之间，电动阀门与主机连接，电动阀门的闸板将密封容器分隔为密封剂盛放区和黑白料盛放区。
所述密封容器通过法兰与连通液管路固定连接，所述隔离膜固定在法兰之间。
所述的垂直位移监测装置还包括电源，所述电源包括一号恒压源和二号恒压源，一号恒压源用于为主机、主液位传感器、副液位传感器和静力水准仪供电，二号恒压源用于为电动密封机构供电。
所述主液位传感器和副液位传感器均为电容感应式液位计，所述电容感应式液位计包括绝缘基座和金属板电极对，金属板电极对固定在绝缘基座上并与主机连接。
所述主机包括单片机处理器、变送器和开关晶体管，单片机处理器通过变送器与主液位传感器和副液位传感器连接，单片机处理器通过开关晶体管与电动密封机构连接。
采用本实用新型的优点在于：
1、本实用新型中各个静力水准仪通过各副仓与主仓单独连接，保证了各个静力水准仪间独立测量，有利于提升测量精度。本实用新型在各静力水准仪与多个副仓之间设置了电动密封机构，当某一连通液管路发生破损导致连通液泄漏时，主机通过主液位传感器和副液位传感器能够检测到主仓和副仓内的液位发生了较大变化，此时通过电动密封机构能够快速而有效地对破损的连通液管路进行密封。具体来说，本实用新型能够对各静力水准仪对应的连通液液位进行实时监控，快速、准确地识别存在液体泄漏的管道，并自动对其进行封堵，从而保证其它静力水准仪的正常工作。另外，每一个副仓可外接一路静力水准仪，便于扩展，且每一路静力水准仪的安装、维护等施工，均不影响其余静力水准仪的正常工作，保证静力水准测量系统数据的连续性。相对于传统的串联式静力水准测量系统，仅优化了储液箱和增加了连通液管路耗材，具有很强的性价比。
2、本实用新型将主仓设为圆柱形结构，并使多个副仓以圆周排列的方式均匀设置在主仓四周。该结构的优点在于各副仓的结构一致，使时各副仓的液位也一致，更有利于监测。
3、本实用新型中副仓通过设置在内侧底部内孔与主仓连通，通过设置在外侧底部外孔与静力水准仪连通。该结构的优点在于保证主仓能够稳定地向各副仓供液。
4、本实用新型中内孔与外孔的内径比小于1/20，能够进一步保证隔仓液位变化对其它隔仓液位的扰动影响，以及隔仓液位变化率大于主仓液位变化率。
5、本实用新型中主仓的容积在储液箱中的容积占比大于95%，所有副仓的容积之和在储液箱中的容积占比小于5%。该结构的优点在于因主仓的液面面积远大于各个静力水准仪的液面面积，不仅有利于各个静力水准仪液面更快趋稳，具备一定的动态测量功能，还有助于提升静力水准系统的应用范围。另外，在有连通液发生泄漏时，还使得副仓的液位变化率远大于主仓的液位变化率，有利于提高监测结果的准确性。
6、本实用新型中的电动密封机构包括密封容器、电动阀门和隔离膜，密封容器固定在连通液管路上，隔离膜固定在密封容器与连通液管路之间，电动阀门与主机连接，电动阀门的闸板将密封容器分隔为密封剂盛放区和黑白料盛放区。该结构的优点在于将电动阀门的闸板缩回，使密封剂盛放区内的密封剂与黑白料盛放区内的黑白料相接触即能够发泡膨胀并胀破隔离膜对连通液管路进行密封，结构简单，密封速度快。
7、本实用新型将隔离膜固定在密封容器与连通液管路的法兰之间，其优点在于能够保证隔离膜的稳定固定以及能够在密封剂发泡膨胀时使隔离膜快速破裂。
8、本实用新型采用一号恒压源为主机、主液位传感器、副液位传感器和静力水准仪供电，采用二号恒压源用于为电动密封机构供电电，避免了电动密封机构这类电感性负载对传感器、水准仪等仪器设备的干扰。
9、本实用新型中的主液位传感器和副液位传感器均为电容感应式液位计，既保证了高精度、高灵敏性，又实现了长寿命、低能耗。
10、本实用新型中的主机包括单片机处理器、变送器和开关晶体管，单片机处理器通过变送器与主液位传感器和副液位传感器连接，单片机处理器通过开关晶体管与电动密封机构连接。采用该结构的主机有利于实现各设备的自动控制。
11、本实用新型通过特殊设计的储液箱，附加主机、主液位传感器、副液位传感器、密封机构等电气部件，实时监控主仓与各副仓的液位，当出现主仓与副仓液位差超限时，可快速识别，并关闭对应连通液管路道，保证其余副仓正常工作。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理框图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为本实用新型中副仓的结构示意图。
图4为本实用新型中电动密封机构的结构示意图。
图5为本实用新型的电气原理图。
图6为本实用新型中主机的连接框图。
图中标记为：1、储液箱，2、主仓，3、副仓，4、主机，5、静力水准仪，6、电源，300、空气管路，301、电动密封机构，302、密封容器，302a、密封剂盛放区，302b、黑白料盛放区，302c、电动阀门，302d、隔离膜，303、连通液管路，304、副液位传感器，305、主液位传感器，401、变送器，402、开关晶体管，403、单片机处理器，601、一号恒压源，602、二号恒压源。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种防泄漏的垂直位移监测装置，包括储液箱1、主机4、主液位传感器305、空气管路300、副液位传感器304、电源6、电动密封机构301和多个静力水准仪5，所述储液箱1包括主仓2和多个副仓3，主仓2分别与多个副仓3连通，多个副仓3的底部分别通过多根连通液管路303与多个静力水准仪5连通，多个副仓3的上部分别通过多根空气管路300与多个静力水准仪5连通；所述主液位传感器305固定在主仓2内用于监测主仓2的液位；所述副液位传感器304分别固定在多个副仓3内，用于分别监测各副仓3的液位；所述主机4分别与静力水准仪5、主液位传感器305、副液位传感器304和电动密封机构301连接；所述电动密封机构301分别固定在多根连通液管路303上，且电动密封机构301靠近副仓3的出液口，电动密封机构301用于在对应的连通液管路303道出现泄漏时进行密封；所述电源6包括一号恒压源601和二号恒压源602，一号恒压源601用于为主机4、主液位传感器305、副液位传感器304和静力水准仪5供电，二号恒压源602用于为电动密封机构301供电。
本实施例中，所述主液位传感器305和副液位传感器304均优选采用电容感应式液位计，所述电容感应式液位计包括绝缘基座和金属板电极对，金属板电极对固定在绝缘基座上并与主机4连接。金属板电极对为两条固定在陶瓷材质的绝缘基座上的导电金属板，主机4在金属板电极对上施加规律的电压频率信号，并读取其反馈信号获得相应的液位值。
本实施例中，所述主机4包括单片机处理器403、变送器401和开关晶体管402，具体的，所述单片机处理器403通过变送器401与主液位传感器305和副液位传感器304的金属电极对连接，变送器401用于将主液位传感器305和副液位传感器304的金属电极对反馈的液位特征信号转换为适合单片机处理器403采集的电压频率信号，进而经单片机处理器403计算换算为相应的液位值。所述单片机处理器403通过开关晶体管402与电动密封机构301连接，开关晶体管402用于将单片机处理器403发送的开关控制信号转换为驱动电动密封机构301的工作电源6的开关信号。在实际使用时，单片机处理器403通过主液位传感器305和副液位传感器304实时监测主仓2和副仓3的液位值，并在有副仓3液位值与主仓2液位值之差达到设定的阈值时，单片机处理器403通过开关晶体管402控制电动密封机构301动作。
本实施例中，所述电动密封机构301可采用能够自动控制开关的电动球阀等，当有连通液管路303发生泄漏时，由单片机处理器403控制该连通液管路303上的电动球阀关闭即可。
本实施例的实施原理为：
由单片机处理器403通过主液位传感器305和副液位传感器304实时监测主仓2和副仓3的液位值，当单片机处理器403监测到某一副仓3的液位值与主仓2的液位值之差达到设定的阈值时，判定与该副仓3相连的连通液管路303发生泄漏，此时单片机处理器403通过开关晶体管402控制电动密封机构301截断连通液管路303，由于电动密封机构301靠近副仓3的出液口，因此能够有效防止连通液泄漏，有效地保证了其它静力水准仪5的正常工作。
实施例2
本实施例提供了一种防泄漏的垂直位移监测装置，包括储液箱1、主机4、主液位传感器305、空气管路300、副液位传感器304、电源6、电动密封机构301和多个静力水准仪5，所述储液箱1包括主仓2和多个副仓3，主仓2分别与多个副仓3连通，多个副仓3的底部分别通过多根连通液管路303与多个静力水准仪5连通，多个副仓3的上部分别通过多根空气管路300与多个静力水准仪5连通；所述主液位传感器305固定在主仓2内用于监测主仓2的液位；所述副液位传感器304分别固定在多个副仓3内，用于分别监测各副仓3的液位；所述主机4分别与静力水准仪5、主液位传感器305、副液位传感器304和电动密封机构301连接；所述电动密封机构301分别固定在多根连通液管路303上，且电动密封机构301靠近副仓3的出液口，电动密封机构301用于在对应的连通液管路303道出现泄漏时进行密封；所述电源6包括一号恒压源601和二号恒压源602，一号恒压源601用于为主机4、主液位传感器305、副液位传感器304和静力水准仪5供电，二号恒压源602用于为电动密封机构301供电。
本实施例中，所述主液位传感器305和副液位传感器304均优选采用电容感应式液位计，所述电容感应式液位计包括绝缘基座和金属板电极对，金属板电极对固定在绝缘基座上并与主机4连接。所述主机4包括单片机处理器403、变送器401和开关晶体管402，具体的，所述单片机处理器403通过变送器401与主液位传感器305和副液位传感器304的金属电极对连接，变送器401用于将主液位传感器305和副液位传感器304的金属电极对反馈的液位特征信号转换为适合单片机处理器403采集的电压频率信号，进而经单片机处理器403计算换算为相应的液位值。所述单片机处理器403通过开关晶体管402与电动密封机构301连接，开关晶体管402用于将单片机处理器403发送的开关控制信号转换为驱动电动密封机构301的工作电源6的开关信号。在实际使用时，单片机处理器403通过主液位传感器305和副液位传感器304实时监测主仓2和副仓3的液位值，并在有副仓3液位值与主仓2液位值之差达到设定的阈值时，单片机处理器403通过开关晶体管402控制电动密封机构301动作。
本实施例中，所述主仓2优选为圆柱形结构，其内部为密闭空腔，多个副仓3以圆周排列的方式均匀设置在主仓2四周，主仓2的底面与副仓3的底面高度相同，即主仓2的底面与副仓3的底面等高。简单来说，储液箱1中的主仓2和多个副仓3是由一个大圆桶和一个小圆桶通过隔板拼接而成，即小圆桶密封固定在大圆桶内形成密封的主仓2，多块隔板密封固定在大圆桶与小圆桶之间，将大圆桶与小圆桶之间的区域分隔成多个副仓3。
进一步的，主仓2的容积在储液箱1中的容积占比大于95%，所有副仓3的容积之和在储液箱1中的容积占比小于5%。副仓3通过设置在内侧底部内孔与主仓2连通，副仓3通过设置在外侧底部外孔与静力水准仪5连通，且内孔与外孔的内径比小于1/20。以确保副仓3与主仓2液位差值达到设定的阈值时，储液箱1中主仓2的液位无明显变化或变化量不大于0.005%。
实施例3
本实施例提供了一种防泄漏的垂直位移监测装置，包括储液箱1、主机4、主液位传感器305、空气管路300、副液位传感器304、电源6、电动密封机构301和多个静力水准仪5，所述储液箱1包括主仓2和多个副仓3，主仓2分别与多个副仓3连通，多个副仓3的底部分别通过多根连通液管路303与多个静力水准仪5连通，多个副仓3的上部分别通过多根空气管路300与多个静力水准仪5连通；所述主液位传感器305固定在主仓2内用于监测主仓2的液位；所述副液位传感器304分别固定在多个副仓3内，用于分别监测各副仓3的液位；所述主机4分别与静力水准仪5、主液位传感器305、副液位传感器304和电动密封机构301连接；所述电动密封机构301分别固定在多根连通液管路303上，且电动密封机构301靠近副仓3的出液口，电动密封机构301用于在对应的连通液管路303道出现泄漏时进行密封；所述电源6包括一号恒压源601和二号恒压源602，一号恒压源601用于为主机4、主液位传感器305、副液位传感器304和静力水准仪5供电，二号恒压源602用于为电动密封机构301供电。
本实施例中，所述主液位传感器305和副液位传感器304均优选采用电容感应式液位计，所述电容感应式液位计包括绝缘基座和金属板电极对，金属板电极对固定在绝缘基座上并与主机4连接。所述主机4包括单片机处理器403、变送器401和开关晶体管402，具体的，所述单片机处理器403通过变送器401与主液位传感器305和副液位传感器304的金属电极对连接，变送器401用于将主液位传感器305和副液位传感器304的金属电极对反馈的液位特征信号转换为适合单片机处理器403采集的电压频率信号，进而经单片机处理器403计算换算为相应的液位值。所述单片机处理器403通过开关晶体管402与电动密封机构301连接，开关晶体管402用于将单片机处理器403发送的开关控制信号转换为驱动电动密封机构301的工作电源6的开关信号。在实际使用时，单片机处理器403通过主液位传感器305和副液位传感器304实时监测主仓2和副仓3的液位值，并在有副仓3液位值与主仓2液位值之差达到设定的阈值时，单片机处理器403通过开关晶体管402控制电动密封机构301动作。
本实施例中，所述主仓2优选为圆柱形结构，其内部为密闭空腔，多个副仓3以圆周排列的方式均匀设置在主仓2四周，主仓2的底面与副仓3的底面高度相同，即主仓2的底面与副仓3的底面等高。简单来说，储液箱1中的主仓2和多个副仓3是由一个大圆桶和一个小圆桶通过隔板拼接而成，即小圆桶密封固定在大圆桶内形成密封的主仓2，多块隔板密封固定在大圆桶与小圆桶之间，将大圆桶与小圆桶之间的区域分隔成多个副仓3。
进一步的，主仓2的容积在储液箱1中的容积占比大于95%，所有副仓3的容积之和在储液箱1中的容积占比小于5%。副仓3通过设置在内侧底部内孔与主仓2连通，副仓3通过设置在外侧底部外孔与静力水准仪5连通，且内孔与外孔的内径比小于1/20。以确保副仓3与主仓2液位差值达到设定的阈值时，储液箱1中主仓2的液位无明显变化或变化量不大于0.005%。
本实施例中，所述电动密封机构301包括密封容器302、电动阀门302c和隔离膜302d，密封容器302为倒立安装的瓶状结构，密封容器302固定在连通液管路303上，优选密封容器302通过法兰与连通液管路303固定连接；隔离膜302d优选采用耐腐蚀的聚四氟乙烯薄膜，且隔离膜302d优选固定在密封容器302与连通液管路303的法兰之间，电动阀门302c固定在密封容器302内并与主机4连接，电动阀门302c的闸板将密封容器302分隔为用于盛放密封剂的密封剂盛放区302a和用于盛放密封剂黑白料的黑白料盛放区302b，密封剂黑白料为黑、白发泡料双组分构成的聚氨酯发泡粘结型填缝剂。
本实施例的实施原理为：
由单片机处理器403通过主液位传感器305和副液位传感器304实时监测主仓2和副仓3的液位值，当单片机处理器403监测到某一副仓3的液位值与主仓2的液位值之差达到设定的阈值时，判定与该副仓3相连的连通液管路303发生泄漏，此时单片机处理器403通过开关晶体管402控制电动阀门302c的闸板自动缩回，闸板缩回后，密封剂盛放区302a内的密封剂与黑白料盛放区302b内的黑白料相接触并发泡膨胀，胀破隔离膜302d后进入连通液管路303中继续膨胀，直至反应完毕并填实密封连通液管路303，从而达到有效防止连通液泄漏的目的，保证了其它静力水准仪5的正常工作。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。
Claims (10)
1.一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：包括储液箱（1）、主机（4）、主液位传感器（305）、副液位传感器（304）、电动密封机构（301）和多个静力水准仪（5），所述储液箱（1）包括主仓（2）和多个副仓（3），主仓（2）分别与多个副仓（3）连通，多个副仓（3）分别通过多根连通液管路（303）与多个静力水准仪（5）连通；所述主液位传感器（305）固定在主仓（2）内，所述副液位传感器（304）分别固定在多个副仓（3）内，所述主机（4）分别与静力水准仪（5）、主液位传感器（305）、副液位传感器（304）和电动密封机构（301）连接；所述电动密封机构（301）分别固定在多根连通液管路（303）上，电动密封机构（301）用于在对应的连通液管路（303）道出现泄漏时进行密封。
2.根据权利要求1所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述主仓（2）为圆柱形结构，多个副仓（3）以圆周排列的方式均匀设置在主仓（2）四周。
3.根据权利要求2所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述副仓（3）通过设置在内侧底部内孔与主仓（2）连通，所述副仓（3）通过设置在外侧底部外孔与静力水准仪（5）连通。
4.根据权利要求3所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述内孔与外孔的内径比小于1/20。
5.根据权利要求1—4中任一项所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述主仓（2）的容积在储液箱（1）中的容积占比大于95%，所有副仓（3）的容积之和在储液箱（1）中的容积占比小于5%。
6.根据权利要求1—4中任一项所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述电动密封机构（301）包括密封容器（302）、电动阀门（302c）和隔离膜（302d），密封容器（302）固定在连通液管路（303）上，隔离膜（302d）固定在密封容器（302）与连通液管路（303）之间，电动阀门（302c）与主机（4）连接，电动阀门（302c）的闸板将密封容器（302）分隔为密封剂盛放区（302a）和黑白料盛放区（302b）。
7.根据权利要求6所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述密封容器（302）通过法兰与连通液管路（303）固定连接，所述隔离膜（302d）固定在法兰之间。
8.根据权利要求1所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述的垂直位移监测装置还包括电源（6），所述电源（6）包括一号恒压源（601）和二号恒压源（602），一号恒压源（601）用于为主机（4）、主液位传感器（305）、副液位传感器（304）和静力水准仪（5）供电，二号恒压源（602）用于为电动密封机构（301）供电。
9.根据权利要求1所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述主液位传感器（305）和副液位传感器（304）均为电容感应式液位计，所述电容感应式液位计包括绝缘基座和金属板电极对，金属板电极对固定在绝缘基座上并与主机（4）连接。
10.根据权利要求1、8或9中任一项所述的一种防泄漏的垂直位移监测装置，其特征在于：所述主机（4）包括单片机处理器（403）、变送器（401）和开关晶体管（402），单片机处理器（403）通过变送器（401）与主液位传感器（305）和副液位传感器（304）连接，单片机处理器（403）通过开关晶体管（402）与电动密封机构（301）连接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117663013A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-03-08 | 青岛乐嘉禾机械有限公司 | 炉体水循环系统的漏水监测装置及方法 |
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