一种水电站水下淤积厚度检测装置的制作方法

本发明涉及检测装置，具体为一种水电站水下淤积厚度检测装置。

背景技术：

1、水电站库区泥沙淤积会侵占有效库容，威胁泄洪与机组安全，水下淤积厚度及密实度检测是水库运维的重要环节，目前贯入式淤积检测装置已得到较多应用，但现有设备仍存在多项关键短板：

2、现有贯入式淤积检测装置普遍缺少水下动态姿态调平能力，水下作业过程中，库区侧向水流冲击检测舱，仅依靠固定自重或固定式配重维持姿态，配重无法根据舱体实时倾斜角度、水流工况自适应调整力矩，检测舱极易发生倾斜偏转，贯入探杆随之偏斜贯入淤积层，斜向贯入位移大于淤积层真实垂直厚度，引入系统性测量误差，同时多数设备采用单点贯入探杆检测模式，无法开展同一测点下多点同步采样，缺失多组实测数据相互校验机制，容易受局部淤泥夹杂石块、局部淤积突变等因素影响，出现单点检测结果失真；

3、另外，传统设备大多将物理贯入检测、超声非接触检测相互独立，两套检测装置分开布设作业，不能集成于同一套设备完成同步采集，无法实现物理贯入实测数据与超声探测数据实时比对校准，需要分两次开展检测作业，作业流程繁琐，测点匹配难度大，数据融合比对困难，检测效率与检测精度均受到制约；

4、基于此，本发明提供了一种水电站水下淤积厚度检测装置以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种水电站水下淤积厚度检测装置来解决现有贯入式淤积检测装置缺少水下动态姿态调平能力，受水流冲击检测舱易倾斜，同时难以实现同一测点多点同步检测与多数据校验，无法集成物理贯入检测和超声检测，检测精度与作业效率受限的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水电站水下淤积厚度检测装置，包括摇臂系统，其上连接有检测臂：

3、还包括两个卷辊，均通过轴承转动安装在检测臂上，所述两个卷辊上分别卷绕有第一吊管和第二吊管，检测臂上固定安装有伺服电机，伺服电机的输出轴上传动连接有同步带，两个卷辊均与同步带传动连接；

4、检仓，第一吊管和第二吊管的底端均与检仓固定连接，检仓上固定设有传感器模组，并沿轴向滑动连接有移动滑架，移动滑架与检仓之间安装有两个直线推缸，检仓的外周呈圆周阵列且交替的铰接有多个测量臂和多个配重臂，测量臂以及配重臂与移动滑架之间均铰接有上连杆，配重臂上设有动态配重系统，测量臂上设有测量系统；

5、测量系统包括测力环、浮动反馈座、转动安装在测量臂上的转轴，所述测力环与测量臂之间安装有两个压力传感器，所述浮动反馈座与测力环之间安装有一个反馈弹簧，浮动反馈座上转动安装有贯入探杆，贯入探杆与转轴传动连接，贯入探杆上固定安装有螺旋钻叶；

6、动力系统，配置为驱动多个转轴同步旋转；

7、超声测量仪，固定安装在检仓的底部；

8、中央控制器，与压力传感器、超声测量仪和传感器模组通信连接。

9、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

10、作为本发明优选地技术方案，所述摇臂系统包括固定架，所述固定架上铰接有第一摇臂，所述第一摇臂的端部铰接有第二摇臂，所述第二摇臂的端部与检测臂铰接，所述第一摇臂与固定架之间、第二摇臂与第一摇臂之间以及检测臂与第二摇臂之间均铰接有一组调节推缸，所述固定架上开设有两组定位安装孔。

11、作为本发明优选地技术方案，所述动态配重系统包括开设在一个卷辊内的充液腔，所述充液腔上转动连通有布液阀管，所述布液阀管与检测臂固定连接，所述第一吊管内开设有与充液腔连通的第一流道，所述检仓内开设有布液腔，所述第一流道的另一端与布液腔固定连通，每个所述配重臂上均设有配重筒，所述配重筒上连通有第一波纹联管，所述第一波纹联管的另一端与布液腔固定连通，所述配重筒的顶部固定安装有螺纹安装杆，所述螺纹安装杆上套设有多个配重块，所述螺纹安装杆的顶部螺纹安装有锁定螺母，所述配重筒的底端连通有电磁排污阀。

12、作为本发明优选地技术方案，所述传感器模组包括固定安装在检仓上的压力式深度计、三轴加速度传感器和姿态传感器，检测臂上安装有水位探头，所述压力式深度计、三轴加速度传感器、姿态传感器和水位探头的数据端均与中央控制器通信连接。

13、作为本发明优选地技术方案，所述转轴的内部开设有传动通槽，所述贯入探杆的顶端设置有与传动通槽滑动连接的六方传动段，所述六方传动段和传动通槽的横截面均为正六边形。

14、作为本发明优选地技术方案，所述动力系统包括开设在检仓内的高压喷腔以及开设在第二吊管内的第二流道和开设在另一个卷辊内的充压腔，所述第二流道的端部转动连通有高压水进管，所述高压水进管的外周与检测臂固定连接，所述第二流道的另一端与高压喷腔固定连通，每个所述测量臂上均固定安装有泵筒，所述泵筒上分别连通有泄流管和第二波纹联管，所述第二波纹联管的另一端与高压喷腔固定连通，所述转轴上在对应泵筒内侧的位置阵列安装有动力叶片。

15、作为本发明优选地技术方案，每个所述泵筒上均固定安装有一个直线位移传感器，所述直线位移传感器与传动通槽同轴设置，所述直线位移传感器的检测端正对六方传动段，所述直线位移传感器的数据端与中央控制器数据连接。

16、作为本发明优选地技术方案，所述贯入探杆的底端为尖锥状结构，所述检仓上开设有两个导向滑槽，所述移动滑架与两个导向滑槽滑动连接。

17、作为本发明优选地技术方案，每个所述贯入探杆的外部均阵列安装有多个加强肋。

18、本发明的有益效果是：

19、1、本发明设置动态配重系统配合姿态传感器形成闭环调控，可依据水下姿态、水流工况自适应调节各配重筒充水量，协同配重块实现组合配重力矩调整，改善水流冲击造成检仓倾斜的问题，保障贯入探杆尽量保持竖直贯入淤积层，减少因舱体偏斜引入的系统性测量误差，同时连杆机构驱动多组测量臂同步张开，可在同一测点完成多点同步采样，多组压力、位移检测数据能够相互校验，降低局部淤积突变、硬质夹杂带来的单点检测失真风险。

20、2、本装置将物理贯入测量与超声测量仪集成在同一检仓，两类检测手段可同步采集数据，便于中央控制器开展数据比对校准，无需分批次开展两次作业。设备采用水力驱动转轴旋转，水下无需布置驱动电机，规避电机密封失效隐患，摇臂、吊管下放、姿态调平、多贯入探杆钻进各机构相互协同，提升水电站水下淤积检测的综合可靠性。

1.一种水电站水下淤积厚度检测装置，包括摇臂系统，其上连接有检测臂（1），其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种水电站水下淤积厚度检测装置，其特征在于，所述摇臂系统包括固定架（101），所述固定架（101）上铰接有第一摇臂（102），所述第一摇臂（102）的端部铰接有第二摇臂（103），所述第二摇臂（103）的端部与检测臂（1）铰接，所述第一摇臂（102）与固定架（101）之间、第二摇臂（103）与第一摇臂（102）之间以及检测臂（1）与第二摇臂（103）之间均铰接有一组调节推缸（104），所述固定架（101）上开设有两组定位安装孔（105）。

3.根据权利要求1所述的一种水电站水下淤积厚度检测装置，其特征在于，所述动态配重系统包括开设在一个卷辊（2）内的充液腔（204），所述充液腔（204）上转动连通有布液阀管（205），所述布液阀管（205）与检测臂（1）固定连接，所述第一吊管（201）内开设有与充液腔（204）连通的第一流道（206），所述检仓（3）内开设有布液腔（207），所述第一流道（206）的另一端与布液腔（207）固定连通，每个所述配重臂（304）上均设有配重筒（208），所述配重筒（208）上连通有第一波纹联管（209），所述第一波纹联管（209）的另一端与布液腔（207）固定连通，所述配重筒（208）的顶部固定安装有螺纹安装杆（210），所述螺纹安装杆（210）上套设有多个配重块（211），所述螺纹安装杆（210）的顶部螺纹安装有锁定螺母，所述配重筒（208）的底端连通有电磁排污阀。

4.根据权利要求1所述的一种水电站水下淤积厚度检测装置，其特征在于，所述传感器模组（5）包括固定安装在检仓（3）上的压力式深度计、三轴加速度传感器和姿态传感器，检测臂（1）上安装有水位探头（501），所述压力式深度计、三轴加速度传感器、姿态传感器和水位探头（501）的数据端均与中央控制器（6）通信连接。

5.根据权利要求1所述的一种水电站水下淤积厚度检测装置，其特征在于，所述转轴（309）的内部开设有传动通槽，所述贯入探杆（313）的顶端设置有与传动通槽滑动连接的六方传动段（322），所述六方传动段（322）和传动通槽的横截面均为正六边形。

6.根据权利要求5所述的一种水电站水下淤积厚度检测装置，其特征在于，所述动力系统包括开设在检仓（3）内的高压喷腔（315）以及开设在第二吊管（202）内的第二流道（316）和开设在另一个卷辊（2）内的充压腔（305），所述第二流道（316）的端部转动连通有高压水进管（317），所述高压水进管（317）的外周与检测臂（1）固定连接，所述第二流道（316）的另一端与高压喷腔（315）固定连通，每个所述测量臂（303）上均固定安装有泵筒（310），所述泵筒（310）上分别连通有泄流管（318）和第二波纹联管（319），所述第二波纹联管（319）的另一端与高压喷腔（315）固定连通，所述转轴（309）上在对应泵筒（310）内侧的位置阵列安装有动力叶片（320）。

7.根据权利要求6所述的一种水电站水下淤积厚度检测装置，其特征在于，每个所述泵筒（310）上均固定安装有一个直线位移传感器（321），所述直线位移传感器（321）与传动通槽同轴设置，所述直线位移传感器（321）的检测端正对六方传动段（322），所述直线位移传感器（321）的数据端与中央控制器（6）数据连接。

8.根据权利要求1所述的一种水电站水下淤积厚度检测装置，其特征在于，所述贯入探杆（313）的底端为尖锥状结构，所述检仓（3）上开设有两个导向滑槽，所述移动滑架（301）与两个导向滑槽滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种水电站水下淤积厚度检测装置，其特征在于，每个所述贯入探杆（313）的外部均阵列安装有多个加强肋（323）。