大壩雙金屬標位移自動化監測系統的製作方法

2023-06-05 12:58:11 1

專利名稱：大壩雙金屬標位移自動化監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監測水壩壩體基礎垂直位移情況的儀器，即大壩雙金屬標位 移自動化監測系統。
背景技術：
在現有技術中，按照《混凝土壩安全監測技術規範》-DL/T5178-2003規定，I級建 築物壩基應該具有傾斜和位移監測項目。為了監視壩段大斷層運行狀態，通常採用雷射準 直、傾斜儀等方法，需人工定時定期巡視檢查，且系統建設費用較高，觀測人員勞動強度大， 並且不能及時、準確採集數據，無法保證大壩安全穩定運行。

實用新型內容本實用新型的目的是針對上述不足而提供一種保證大壩安全運行，對壩基垂直位 移實時自動化監測的大壩雙金屬標位移自動化監測系統。本實用新型的技術解決方案是大壩雙金屬標位移自動化監測系統包括自動化數 據採集裝置、信息管理系統。所述的自動化數據採集裝置包括埋設在壩基上測點基座上的 測點箱，測點箱內固定有保護管，保護管內固定有鋁管標和鋼管標，鋁管標和鋼管標分別與 位移傳感器連接。信息管理系統包括上位機、轉發器和下位機；上位機由數據採集計算機、數據管理 計算機和伺服器等組成自動化區域網；下位機包括主站、至少一個分站和連接位移傳感器； 主站由電源模塊、CPU模塊、乙太網100Mbps模塊、N0M模塊組成，分站由電源通訊模塊、ACI 模擬量輸入模塊、底板組成。將鋁管標和鋼管標埋設在壩基同一高程處，當大壩發生上抬或下沉位移時鋁管標 和鋼管標隨之上抬或下沉位移，固定在鋁管標和鋼管標上的微脈衝位移傳感器也會隨之上 抬或下沉，即鋁管標和鋼管標位移量。利用鋼和鋁的膨脹係數不同，其產生的位移量也不相 同原理，即可根據式如下公式計算出測點實際上抬或下沉位移值，符號規定上抬為正下沉 為負。計算公式式中a|g、a,H分別為鋁管標、鋼管標的熱膨脹係數^pha.分別為鋁管標、鋼管標 的位移值。本實用新型的優點1、大壩雙金屬標位移自動化監測系統將PLC系統和微脈衝位 移傳感器應用到壩工位移監測系統實現了自動採集垂直位移量、實時顯示數據、按要求的 時間間隔自動保存監測數據、隨時查看歷史數據、自動計算和顯示數據過程線等功能。2、系 統具有便於維護、易於擴充和操作簡單等特點，監測數據規律性好，系統達到了大壩監測自動化系統實用化要求。監測精度高，系統可以在大壩基礎變形小、環境潮溼等惡劣環境下穩 定運行，有一定的先進性，值得推廣應用。下面將結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。
圖1是壩段測點裝置布置示意結構簡圖；圖2是本實用新型系統框圖。圖3是鋼管標測值過程線。圖4是鋁管標測值過程線。
具體實施方式
參見圖1，雲峰大壩雙金屬標位移自動測量系統用於測量241廊道53壩段垂直位 移，還用於靜力水準系統基準值改正。可以進一步監控大壩基礎斷層和緩傾角的變化情況， 改變雲峰大壩281高程以下無大型位移測量項目的現狀，為分析雲峰大壩運行狀態提供可 靠依據。大壩雙金屬標位移自動化監測系統包括自動化數據採集裝置、信息管理系統。自動 化數據採集裝置包括埋設在壩基上測點基座1上的測點箱2，測點箱2內固定有保護管3， 保護管3內固定有鋁管標4和鋼管標5，鋁管標4和鋼管標5分別與位移傳感器6連接。雙 金屬標監測系統採用的是德國巴魯夫微脈衝位移傳感器，該傳感器在基礎廊道陰冷潮溼惡 劣環境中，能夠連續、準確、可靠的監測數據，長期穩定運行未發生任何故障。微脈衝位移傳 感器支架使用防磁材料，測點箱2使用不鏽鋼製作，測點箱2用四個M8螺栓固定在基座鋼 板上，微脈衝位移傳感器分別固定在鋁管標4和鋼管標5上。保護管3採用0110mm X 6mm 無縫鋼管，保護管3與錨座焊接完成後進行保護管3安裝。鋼管標5和鋁管標4分別採用 090mm、070 mm鋼管和鋁管，進行熱膨脹係數檢驗，鋁管一端加工M36內螺紋，一端加工 M36的外螺紋，鋼管一端加工M42內螺紋，一端加工M42的外螺紋。將鋼管標5底管、鋁管 標4底管與錨頭連接後置於保護管3內，依次將上部鋼、鋁標管與下部標管連接，逐步將鋁 管標4和鋼管標5順入保護管3內。參見圖2，系統施工主要包括下位機硬體配置、上下位機軟體編制、資料庫編寫、測 點箱2設計製作、土建施工、採集儀器安裝、系統調試等。上位機由數據採集計算機、數據 管理計算機和伺服器等組成自動化區域網。數據採集計算機使用研華工控機，計算機上安 裝WIN2000作業系統和INT0UCH7. 1工業軟體，主要是用於數據採集，實時監控等。數據管 理計算機使用普通PC機，計算機上安裝WIN2000作業系統和Cone印t2. 2軟體，主要用於 數據管理和下位機程序編寫、傳輸、調試。數據伺服器採用DELL2500型伺服器，為了保證 數據安全數據硬碟做RAID1，兩塊硬碟互相備份。伺服器上安裝了 WIN2000 SERVER和SQL SERVER2000，主要用於數據存儲、計算機網絡管理等。下位機包括主站和分站施工。主站安 裝在23#壩段電梯井控制室，分站安裝在241廊道53#壩段。整個系統僅有一個主站，主站 由電源模塊、CPU模塊、乙太網100Mbps模塊、N0M模塊組成。分站施工包括硬體配置、端子 排配線等，每個分站主要由電源、通訊模塊、ACI模擬量輸入模塊、底板等組成。軟體編寫包 括上位機和下位機軟體。其中上位機軟體採用INT0UCH7. 1編寫，主要包括界面編寫、系統 設置編寫、標記名編寫、存儲編寫等。下位機軟體採用ConCept2.2編寫，編寫後通過網絡下載到下位機主站PLC模塊上。在伺服器資料庫上建立雙金屬標安全監測自動化表，資料庫結構見表1。表1資料庫結構表 項目實測分析當壩基受外界荷載因素變化影響發生變形時，鋼管標和鋁管標發 生位移，磁致伸縮儀測出鋼管標和鋁管標位移量，在上位機上將實時顯示磁致伸縮儀的測 值、位移量和測點高程值。對雙金屬標數據進行測試，每小時保存一次數據，連續監測24小時，測值見表2， 監測數據無異常變化，穩定性好，鋼管標測值變幅0. 01mm，鋁管標測值變幅0. 01mm，位移量 變幅 0. 02mm。表2雙金屬標24小時連續監測測值統計表 參見圖3、4，可以看出雙金屬標測值變化符合垂直位移變化規律，測值穩定，無突 變。位移與氣溫呈正相關，且滯後於氣溫，年最大值發生在8、9月份，最小值發生2、3月份。
權利要求一種大壩雙金屬標位移自動化監測系統，其特徵在於包括自動化數據採集裝置、信息管理系統，所述的自動化數據採集裝置包括埋設在壩基上測點基座上的測點箱(2)，測點箱(2)內固定有保護管(3)，保護管(3)內固定有鋁管標(4)和鋼管標(5)，鋁管標(4)和鋼管標(5)分別與位移傳感器(6)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種監測水壩壩體基礎垂直位移情況的儀器，即大壩雙金屬標位移自動化監測系統。它包括自動化數據採集裝置、信息管理系統。所述的自動化數據採集裝置包括埋設在壩基上測點基座上的測點箱，測點箱內固定有保護管，保護管內固定有鋁管標和鋼管標，鋁管標和鋼管標分別與位移傳感器連接。將鋁管標和鋼管標埋設在壩基同一高程處，當大壩發生上抬或下沉位移時鋁管標和鋼管標隨之上抬或下沉位移，固定在鋁管標和鋼管標上的微脈衝位移傳感器也會隨之上抬或下沉，即鋁管標和鋼管標位移量。實現了自動採集垂直位移量、實時顯示數據、按要求的時間間隔自動保存監測數據、隨時查看歷史數據、監測精度高、自動計算和顯示數據過程線等功能。
文檔編號E02D33/00GK201679025SQ20102016929
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月24日 優先權日2010年4月24日
發明者薛捍軍, 隋明日, 顏景楓 申請人:雲峰發電廠