一种廊道内单管渗流量智能监测装置的制作方法

1.本实用新型属于渗流量监测技术领域，具体涉及廊道内单管渗流量监测装置。


背景技术：

2.大坝廊道内渗流量的监测是分析大坝渗透稳定和抗滑稳定的关键物理量，目前对于大中渗流量一般采用集水井、量水堰进行监测，但对于流量比较小的经由排水管排出的渗流量，目前大多仍然依靠人工监测。尽管还有其他监测方式还是存在量程范围小、易受水质或微生物影响等不足。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种廊道内单管渗流量智能监测装置，对大坝廊道内单管渗流量进行自动监测，具有监测精度高、监测量程大、抗结钙、耐久性长、稳定性好和智能化程度高等特点。
4.为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种廊道内单管渗流量智能监测装置，其特征在于，包括管路接口模块、监测模块、控制模块；所述管路接口模块包括相互连通的进水管、监测管、排水管；所述进水管与大坝廊道内渗漏水管相连；监测管和排水管的管道交界三通处设有控制阀；
6.所述智能监测模块包括监测探头、温湿度传感器和电热吹风机；所述监测探头设置于监测管的出口下方；所述电热吹风机在测量后朝向所述监测探头吹风；所述监测探头上均匀布设有面阵压电传感器组；所述面阵压电传感器组监测由监测管流出的液体对监测探头的压力时程及分布；
7.所述控制模块包括控制器和嵌入式系统；所述控制阀、电热吹风机与控制器的相连，所述控制器控制控制阀与电热吹风机启停；面阵压电传感器组、温湿度传感器与嵌入式系统的电性连接；嵌入式系统根据温度和监测探头的压力时程及分布计算并储存渗流量；所述嵌入式系统通过有线或无线通信向中心站或移动终端传输数据。
8.优选的，所述嵌入式系统采用fpga集成电路或arm处理器，并采用linux操作系统。
9.优选的，还包括；所述电热吹风机设有多个档位，所述控制器根据渗流量大小控制电热吹风机开启的档位。
10.优选的，所述电热吹风机设置于支撑架上；所述支撑架与电热吹风机转动阻尼连接。
11.优选的，所述监测探头为中间向上凸起的圆帽状；所述面阵压电传感器组环绕监测探头的球心对称分布。
12.优选的，所述监测探头的中心与支撑座连接，所述监测管与支撑座的轴线重合。
13.优选的，所述控制模块上设有无线通讯天线。
14.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
15.本实用新型提供的所述监测探头设置于监测管的出口下方；所所述监测探头上均
匀布设有面阵压电传感器组；所述面阵压电传感器组监测由监测管口流出的液体对监测探头的压力时程及分布；嵌入式系统根据温度和监测探头的压力时程及分布计算并储存渗流量；通过压电传感器监测冲击力信号和温度计算获取渗流量，监测更加精确，并节省了人力资源。
16.本实用新型所述管路接口模块设有进水管、监测管、排水管；所述进水管与大坝廊道内渗漏水管相连；设置监测管和排水管的管道交界三通处设有控制阀；通过控制阀控制排水管的流向，以便于随时进行监测。
17.本实用新型所述监测探头为中间向上凸起的圆帽状，该结构圆弧光滑曲面，具有不积水、不结钙，不利于微生物生长吸附粘结的特点。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例提供的一种廊道内单管渗流量智能监测装置的结构图；
19.图2是本实用新型实施例提供的监测探头的结构图。
20.图中：1管路接口模块、11进水管、12第一控制阀、13排水管14第二控制阀、15监测管、2监测探头、21压电传感器、3支撑座、4控制模块、41温湿度传感器、42无线通讯天线、5电热水风机、51支撑架。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
22.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
23.如图1-2所示，一种廊道内单管渗流量智能监测装置，包括管路接口模块1、监测模块、控制模块4；所述管路接口模块1包括进水管11、监测管15和排水管13；所述进水管11、监测管15和排水管13相互连通，形成三通；所述进水管11与大坝廊道内渗漏水管相连；监测管15的管道交界三通处设有第二控制阀14，排水管13的管道交界三通处设有第一控制阀12；所述第一控制阀12和第二控制阀14为电磁阀；所述电磁阀与所述控制模块4的输出端电性连接；当需要监测渗流量时，所述第一控制阀12关闭，第二控制阀14打开，所述管路接口模块1内的液体由监测管15流出；当不需要监测渗流量时，所述第一控制阀12打开，第二控制阀14关闭，所述管路接口模块1内的液体由排水管流出。
24.所述智能监测模块包括监测探头2、温湿度传感器41和电热吹风机5；所述监测探头2设置于监测管15的出口下方；所述监测探头2上均匀布设有面阵压电传感器组21；所述面阵压电传感器组21监测由监测管流出的液体对监测探头2的压力时程及分布；所述面阵压电传感器组21环绕监测探头2的球心对称分布。所述监测探头2的中心与支撑座3连接，设置监测管15与支撑座3的轴线重合；所述监测探头2为中间向上凸起的圆帽状，所述监测探头2为薄层不锈钢，优选的不锈钢材料为316l钢，圆弧光滑曲面，保证不积水、不结钙，不利
于微生物生长吸附粘结；
25.所述电热吹风机5在测量后朝向所述监测探头吹风；所述电热水风机5设有多个档位，强风高热对应最大渗流量和大湿度，有风无热对应最低渗流量和小湿度，确保合适吹干；所述控制器根据流量大小控制电热吹风机5开启的档位；所述电热水风机5设置于支撑架51上；所述支撑架51与电热水风机转动阻尼连接，以便调整电热水风机5的角度。
26.所述控制模块4包括控制器和嵌入式系统；所述控制阀、电热吹风机5与控制器的相连，所述控制器控制控制阀与电热吹风机5启停；面阵压电传感器组21、温湿度传感器41与嵌入式系统的电性连接；嵌入式系统根据温度和监测探头2的压力时程及分布计算并储存渗流量；所述嵌入式系统通过有线或无线通信向中心站或移动终端传输数据。
27.所述嵌入式系统采用fpga集成电路或arm处理器，并采用linux操作系统。所述嵌入式系统内设有渗流量输出曲线模型；所述渗流量输出曲线模型采用轻量化时间卷积神经网络模型(l-tcn)；通过现有数据集对渗流量输出曲线模型进行训练；所述数据集采用的水质及其管路也按现场标准配置；所述嵌入式系统包括控制硬件和操作系统；控制硬件采用英伟达平台、fpga集成电路或arm处理器，操作系统采用linux操作系统或微软嵌入式操作系统；所述控制模块4上设有无线通讯天线42；所述压电传感器21、温湿度传感器41、第一控制阀12、第二控制阀14、电热水风机5与控制模块无线或有线连接。
28.工作原理：控制模块4控制所述第一控制阀12关闭，控制第二控制阀14打开；所述排水管1内的液体由监测管15流出，延时15s，待水流稳定；压电传感器21采集压电信号10s，存储测量原始压电信号数据；当不需要监测渗流量时，控制模块4控制所述第一控制阀12打开，控制第二控制阀14关闭；所述管路接口模块1内的液体由排水管13流出；控制模块4控制电热水风机5吹干监测探头2：经过渗流量输出曲线模型经过边缘计算得到此时段的渗流量(单位：l/s或m3/s)；现地存储渗流量实测数据，无线发送渗流量数据到中心站或指定终端进行自检数据；控制模块4控制电热水风机5进入低功耗状态，等待下一次测量。
29.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。