CN215495102U - 一种实时流速追踪监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实时流速追踪监测系统，包括设置在桥梁桩基外侧的搭载装置、设置在搭载装置上的传感器及与传感器信号连接的数据处理系统，所述搭载装置包括驱动装置、空心矩形钢管及伸缩杆，所述驱动装置设置在空心矩形钢管内部，所述伸缩杆设置在驱动装置上，所述传感器设置在伸缩杆底部，通过驱动装置能够实现伸缩杆的上下运动。本实用新型的有益效果是：该系统的伸缩杆由驱动装置牵引实现上下移动，并且能够在数据处理系统中采集每一次移动的范围，为实时潮位变化提供参考，在海洋潮位发生变化时能够准确的运动到需求水位，保证实时监测海域流速变化，具有耐久性好，安装精确，建设维护成本低，功能完善的优点。

Description

一种实时流速追踪监测系统

技术领域

本实用新型涉及海洋环境流速测量装置技术领域，具体涉及一种实时流速追踪监测系统。

背景技术

桥梁在使用过程中出了承受正常荷载外，还会受到水流的侵蚀作用，水流可以携带泥沙对桥梁结构造成侵蚀，复杂的流速变化会影响桥梁的使用年限，减少桥梁的使用寿命。在跨海大桥结构中，桥梁基础是保证桥梁安全运行的组成部分，桥梁的桩、墩、承台会占据部分过水面，在海洋环境下使得含泥沙高的水流对它们产生冲击力，产生冲蚀作用。

近年来随着流速监测技术的快速发展，产生了一些流速监测系统，目前国内传统的流速监测系统为固定传感器监测。在海洋情况下，由于潮差的影响，水位变化具有往复以及差距较大的特点，定点测量的监测系统无法在潮位发生变化时监测相对水位的流速，也无法保证传感器在潮位位于低水位时能够位于海平面以下，维持监测功能，这将造成数据的丢失，无法在海洋环境发挥良好作用。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了结构合理、稳定可靠的一种环式桥梁桩基冲刷监测系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种实时流速追踪监测系统，包括设置在桥梁桩基外侧的搭载装置、设置在搭载装置上的传感器及与传感器信号连接的数据处理系统，所述搭载装置包括驱动装置、空心矩形钢管及伸缩杆，所述驱动装置设置在空心矩形钢管内部，所述伸缩杆穿设在驱动装置上，所述传感器设置在伸缩杆底部，通过驱动装置能够实现伸缩杆的上下运动，从而带动传感器对不同高度位置进行监测。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述搭载装置的空心矩形钢管上设有连接杆，所述连接杆一端与空心矩形钢管固定连接，另一端与不锈钢抱箍固定连接，并通过不锈钢抱箍与桥梁桩基连接。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述传感器包括光纤光栅渗压传感器及流速传感器，所述光纤光栅渗压传感器负责实时监测外界水压力变化；所述流速传感器用于检测监测点流速的变化。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述光纤光栅渗压传感器及流速传感器上分别设有导线信号连接，所述导线合股后在接头处进行防水密封，再在外部套设绝缘套管，并穿过伸缩杆内部与桥墩顶部的数据处理系统相连。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述驱动装置包括外壳、马达及齿轮，所述外壳中心位置设有通孔，所述马达设置在外壳内且靠近通孔位置，所述齿轮设置在马达的转轴一侧，所述齿轮与伸缩杆上的齿槽相配合，通过马达带动齿轮转动，齿轮带动伸缩杆上下移动。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述马达的转轴另一侧连接旋转编码器，通过旋转编码器采集驱动装置内部转轴转动圈数并转换为位移数据。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述空心矩形钢管表面涂防水材料进行防水，所述空心矩形钢管内部设置不锈钢支座，所述驱动装置通过不锈钢支座固定设置在空心矩形钢管上端位置，所述空心矩形钢管高度应满足驱动装置不受海水影响。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述伸缩杆杆长度需大于测点测试环境历年潮汐最大潮差。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述不锈钢抱箍安装于历年最低潮位桥墩表面上，所述不锈钢抱箍包括箍身、螺帽以及双头螺丝，所述箍身通过螺帽以及双头螺丝固定。

所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述数据处理系统固定于监测点桥墩的顶部，数据处理系统包括光纤光栅解调仪及可编程逻辑控制器；所述光纤光栅渗压传感器及流速传感器分别通过导线与光纤光栅解调仪相连，所述旋转编码器通过导线与可编程逻辑控制器相连。

本实用新型的有益效果是：该系统的伸缩杆由驱动装置牵引实现上下移动，并且能够在数据处理系统中采集每一次移动的范围，为实时潮位变化提供参考，在海洋潮位发生变化时能够准确的运动到需求水位，保证实时监测海域流速变化，具有耐久性好，安装精确，建设维护成本低，功能完善的优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的空心矩形钢管结构俯视示意图；

图3为本实用新型的空心矩形钢管A-A剖面结构示意图；

图4为本实用新型的驱动装置结构示意图；

图5为本实用新型的驱动装置B-B剖面结构示意图；

图6为本实用新型的伸缩杆结构示意图；

图7为本实用新型的伸缩杆内部结构图；

图8为本实用新型的导线合股配合示意图；

图9为本实用新型的抱箍结构示意图；

图中：1-桥梁桩基，2-空心矩形钢管，3-驱动装置，301-外壳，302-通孔，4-伸缩杆，5-连接杆，6-抱箍，7-旋转编码器，8-支座，9-导线，10-光纤光栅渗压传感器，11-流速传感器，12-绝缘套管，13-齿轮，14-马达。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步描述。

如图1-9所示，以一种实时流速追踪系统，包括桥梁桩基1、空心矩形钢管2、驱动装置3、伸缩杆4、连接杆5、抱箍6、旋转编码器7、支座8、导线9、光纤光栅渗压传感器10、流速传感器11及绝缘套管12、齿轮13及马达14。

实时流速追踪监测系统，包括桥梁桩基1、搭载装置、传感器及数据处理系统；搭载装置通过不锈钢抱箍6及连接杆5悬挑设置在桥梁桩基1上，搭载装置包括驱动装置3、空心矩形钢管2及伸缩杆4，所述空心矩形钢管2通过连接杆5螺栓锚固于不锈钢抱箍6；不锈钢抱箍6共有两个，两个抱箍6之间的距离由测点测试环境决定，抱箍6由箍身601、螺帽603以及双头螺丝602组成，通过螺帽603以及双头螺丝602固定，不锈钢抱箍6分别固定设置连接杆5，连接杆5一端焊接固定于空心矩形钢管2，一端通过螺栓锚固于不锈钢抱箍6，便于安装与维修，不锈钢抱箍6安装于历年（近10年）最低潮位桥墩表面上，减少安装工作难度。

空心矩形钢管2表面涂防水材料进行防水，高度考虑海洋环境影响，根据测点测试环境决定高度，保证顶部驱动装置3不会受海水影响，内部设置不锈钢支座8，驱动装置3通过螺栓与支座8进行固定。

驱动装置3的电源固定于桥梁桩基1上方的桥墩顶部位置处，驱动装置3包括外壳301、马达14及齿轮13，所述外壳301中心位置设有通孔302，所述马达14设置在外壳301内且靠近通孔302位置，所述齿轮13设置在马达14的转轴一侧，所述齿轮13与伸缩杆4上的齿槽401相配合，可通过远距离遥控马达14，带动齿轮13转动，齿轮13带动伸缩杆4上下移动，实现测量不同位置流速的功能。

马达14的转轴另一侧连接旋转编码器7，通过旋转编码器7采集驱动装置2内部转轴转动圈数并转换为位移数据，并将信息传输给数据处理系统，判断杆端相对位置。

伸缩杆4采用空心钢管，安装于驱动装置内部3，通过驱动装置3的齿轮13牵引上下移动到达需求水位，获取需求水位的流速，伸缩杆4考虑海洋环境，根据测点测试环境确定杆长，所述伸缩杆4杆长需大于测点测试环境历年（近10年）潮汐最大潮差。

传感器设置在空心矩形钢管2内伸缩杆4底部；传感器包括光纤光栅渗压传感器10以及流速传感器11。所述光纤光栅渗压传感器10粘贴于伸缩杆底部外表面，负责实时监测外界水压力变化，判断伸缩杆是否位于水中；所述流速传感器11固定于伸缩杆底部，用于检测监测点流速的变化，传感器实时工作，将数据通过导线9传递给数据处理系统，通过分析光纤光栅渗压传感器10以及流速传感器11数据来判断潮位发生变化。

数据处理系统固定于桥梁桩基1上方的桥墩顶部位置处，包括光电光栅解调仪和可编程逻辑控制器，通过导线9与传感器、旋转编码器相连接，从而接收传感器与旋转编码器中的数据并进行处理。光纤光栅渗压传感器10以及流速传感器11上的导线9合股后在接头处进行防水密封，外部套设绝缘套管12，穿过伸缩杆4内部与桥墩顶部数据处理系统相连。

Claims (10)

1.一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，包括设置在桥梁桩基（1）外侧的搭载装置、设置在搭载装置上的传感器及与传感器信号连接的数据处理系统，所述搭载装置包括驱动装置（3）、空心矩形钢管（2）及伸缩杆（4），所述驱动装置（3）设置在空心矩形钢管（2）内部，所述伸缩杆（4）穿设在驱动装置（3）上，所述传感器设置在伸缩杆（4）底部，通过驱动装置（3）能够实现伸缩杆（4）的上下运动，从而带动传感器对不同高度位置进行监测。

2.根据权利要求1所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述搭载装置的空心矩形钢管（2）上设有连接杆（5），所述连接杆（5）一端与空心矩形钢管（2）固定连接，另一端与不锈钢抱箍（6）固定连接，并通过不锈钢抱箍（6）与桥梁桩基（1）连接。

3.根据权利要求1所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述传感器包括光纤光栅渗压传感器（10）及流速传感器（11），所述光纤光栅渗压传感器（10）负责实时监测外界水压力变化；所述流速传感器（11）用于检测监测点流速的变化。

4.根据权利要求3所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述光纤光栅渗压传感器（10）及流速传感器（11）上分别设有导线（9）信号连接，所述导线（9）合股后在接头处进行防水密封，再在外部套设绝缘套管（12），并穿过伸缩杆（4）内部与桥墩顶部的数据处理系统相连。

5.根据权利要求4所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述驱动装置（3）包括外壳（301）、马达（14）及齿轮（13），所述外壳（301）中心位置设有通孔（302），所述马达（14）设置在外壳（301）内且靠近通孔（302）位置，所述齿轮（13）设置在马达（14）的转轴一侧，所述齿轮（13）与伸缩杆（4）上的齿槽（401）相配合，通过马达（14）带动齿轮（13）转动，齿轮（13）带动伸缩杆（4）上下移动。

6.根据权利要求5所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述马达（14）的转轴另一侧连接旋转编码器（7），通过旋转编码器（7）采集驱动装置（3）内部转轴转动圈数并转换为位移数据。

7.根据权利要求1所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述空心矩形钢管（2）表面涂防水材料进行防水，所述空心矩形钢管（2）内部设置不锈钢支座（8），所述驱动装置（3）通过不锈钢支座（8）固定设置在空心矩形钢管（2）上端位置，所述空心矩形钢管（2）高度应满足驱动装置（3）不受海水影响。

8.根据权利要求1所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述伸缩杆（4）杆长度需大于测点测试环境历年潮汐最大潮差。

9.根据权利要求2所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述不锈钢抱箍（6）安装于历年最低潮位桥墩表面上，所述不锈钢抱箍（6）包括箍身（601）、螺帽（603）以及双头螺丝（602），所述箍身（601）通过螺帽（603）以及双头螺丝（602）固定。

10.根据权利要求6所述的一种实时流速追踪监测系统，其特征在于，所述数据处理系统固定于监测点桥墩的顶部，数据处理系统包括光纤光栅解调仪及可编程逻辑控制器；所述光纤光栅渗压传感器（10）及流速传感器(11)分别通过导线与光纤光栅解调仪相连，所述旋转编码器（7）通过导线与可编程逻辑控制器相连。

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