一种光纤式坝前水温测量装置

1.本实用新型涉及一种坝前水温测量装置，尤其涉及一种光纤式坝前水温测量装置。


背景技术：

2.由于坝前水体在深度方向所受光照时间不同，所以在竖直方向有着温度分层的现象；水温会对大坝的温度场产生影响，进而影响大坝的应力和安全状态。水温一定程度上也会影响水中溶解氧的含量和水质，这些对于农业的取水灌溉和水产养殖有着很重要的意义，因此坝前水温的测量也成为了一个需要重点研究的课题。
3.现有的测量坝前水温的方法主要分为传统的温度计测量法和较为现代的光纤测量法，在坝高较高时，坝前水体底部所受深水压力较大，传统的温度计难以承受高压水的作用；而光纤测量法一般采取在坝面预留孔槽安装光纤，以上游面混凝土的温度近似估算库前水的温度，但是在施工的过程之中，受施工环境的影响，很容易导致光纤的损坏，且损坏的光纤难以更换。
4.此外，现有的光纤测水温的方法还存在着一些不足和难点，主要是安装固定后的光纤在水下受力、分布等情况不清晰，以及后期运行中存在光纤位置的漂移等情况，这些情况会直接影响数据的可靠度。


技术实现要素：

5.发明目的：针对上述现有技术，提出水温，解决传统技术中光纤出现损坏难以更换以及传统技术中光纤位置漂移的问题。
6.技术方案：一种光纤式坝前水温测量装置，包括混凝土支座、分布式光纤测温主机、钢架、传送带、测温光纤、主动轮、若干从动轮、定滑轮、电动机、若干卡扣；
7.钢架由水平段和倾斜段组成，水平段的一端固定于坝体顶部，水平段的另一端穿过坝体顶部防浪墙上预设的孔洞后与倾斜段的顶端连接，倾斜段的底端固定在预设的混凝土支座上，混凝土支座预设在坝底前方；
8.主动轮固定在坝体顶部，若干从动轮和定滑轮均固定在钢架上，各从动轮沿钢架的倾斜段间隔设置，主动轮和从动轮上套有传送带，定滑轮位于钢架的水平段和倾斜段连接处并抵住传送带的下侧；电动机设置在坝体顶部并用于驱动主动轮正转或反转；
9.各卡扣固定在传送带的表面，并沿传送带长度方向间隔分布；分布式光纤测温主机设置在坝体顶部并位于钢架的水平段后方，测温光纤沿传送带表面向坝底延伸，并由各卡扣卡接固定，测温光纤的连接分布式光纤测温主机。
10.进一步的，钢架的倾斜段与坝底水平面的夹角为75度。
11.进一步的，传送带、主动轮、从动轮、定滑轮的材质均为pvc。
12.进一步的，定滑轮由水平相对间隔设置的第一滑轮和第二滑轮设置，第一滑轮和第二滑轮之间的间距大于卡扣的宽度。
13.进一步的，传送带表面的相邻卡扣间距为0.5米。
14.进一步的，包括若干条测温光纤，各测温光纤平行间隔排布，还包括与分布式光纤测温主机连接的光纤通道扩展器，各测温光纤连接光纤通道扩展器，通过光纤通道扩展器与分布式光纤测温主机传输信号。
15.有益效果：本实用新型中，光纤的固定方法采用传送带加卡扣的形式，解决了光纤出现损坏时，难以更换的问题。同时，光纤通过卡扣固定在传送带表面向坝底延时，解决了光纤在水下受力、分布情况不清晰，后期运行中存在光纤位置漂移的问题，提高了测温数据的可靠度。钢架的倾斜段与坝底水平面的夹角为75度的设计，可以解决坝前淤积对光纤测温的影响。
附图说明
16.图1为本发明光纤布置的侧面示意图；
17.图2为本发明光纤布置的上游侧视图；
18.图3为本发明光纤布置的俯视示意图；
19.图4为钢架的布置示意图；
20.图5为传送带与传送带轮布置的示意图；
21.图6为定滑轮与传送带的布置图；
22.图7为固定件与传送带的结构示意图；
23.图8为卡扣的示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
25.如图1至图3所示，一种光纤式坝前水温测量装置，以布置在混凝土坝中间坝段为例，坝体1顶部防浪墙上水平间隔预设若干孔洞9，并在坝底前方预设若干混凝土支座2，每个孔洞9对应一个混凝土支座2，两者位于同一竖直面上。坝体1顶部设有分布式光纤测温主机4，分布式光纤测温主机4连接有光纤通道扩展器10，光纤通道扩展器10用于连接多条向坝体底部延伸的测温光纤7。
26.以其中一条测温光纤的布置为例对本装置进行说明。包括钢架5、传送带6、主动轮8、若干从动轮13、定滑轮14、电动机11、若干卡扣12。
27.如图4所示，钢架5由水平段和倾斜段组成，水平段的一端固定于坝体1顶部，水平段的另一端穿过坝体1顶部防浪墙上预设的孔洞9后与倾斜段的顶端焊接连接，倾斜段的底端固定在预设的混凝土支座2上。其中，水平段的长度可根据坝高确定，钢架5的倾斜段与坝底水平面的夹角为75度，用于防止钢架与混凝土大坝太近，光纤受坝体底部淤积的影响，无法正常工作。
28.如图5所示，主动轮8固定在坝体1顶部，若干从动轮13和定滑轮14均固定在钢架5上，各从动轮13沿钢架5的倾斜段间隔设置，主动轮8和从动轮13上套有传送带，定滑轮14位于钢架5的水平段和倾斜段连接处并抵住传送带的下侧。其中，定滑轮14主要起改变传送带6方向的作用，传送带6、主动轮8、从动轮13、定滑轮14的材质均为pvc。
29.如图8所示的各卡扣12通过防水胶水粘在传送带6的表面，并沿传送带长度方向间
隔分布，相邻卡扣间距为0.5米，如图7所示。分布式光纤测温主机4设置在坝体1顶部并位于钢架5的水平段后方，测温光纤7沿传送带6表面向坝底延伸，并由各卡扣12卡接固定。为了不妨碍卡扣在传送带上的转动，定滑轮14由水平相对间隔设置的第一滑轮8-1和第二滑轮8-2设置，第一滑轮8-1和第二滑轮8-2之间的间距大于卡扣12的宽度，如图6所示，。
30.电动机11设置在坝体1顶部并用于驱动主动轮8正转或反转，从而带动光纤上下运动。光纤正常测温运行时，传送带6静止。
31.布置的多条测温光纤7平行间排布，一般可间隔10米，靠近坝体分缝和坝体边界的光纤，因受边缘条件的影响，其布置的间距可以缩小。各条测温光纤7分别由独立的传送带带动，并通过光纤通道扩展器10与分布式光纤测温主机4传输信号。一台测温主机4通常有两个光纤通道接口，一个光纤通道接口可接一个八通道的光纤通道扩展器10，即理论上一台光纤测温主机可接16条光纤，但是光纤通道的增多会影响测温的准确性，因此一台光纤测温主机通常只接有一个光纤通道扩展器10。
32.测温光纤7是本身既是测温元件也是连接线缆，测温主机4可显示测温光纤7所测得的温度值，可实现对坝前水温的测量。分布式光测温光纤7上每间隔1米为1个测温点，通过光纤上的测温点即可以实现测温，测量点1与2的间距为1米，以此类推，第(n-1)个测温点和第n个测温点之间的间距也为1米。将同一根光纤上所有的测温点投影到竖直方向上，可得到每条光纤在竖直方向上每隔0.97米有一个温度值，斜向的两个光纤测点之间间距为1米，投影到竖直方向上距离为。
33.与主动轮8相连接的电动机11采用可以正反转的电动机，以提高检修的便利性，由于光纤7损坏是随机的，为了节约成本，坝顶可只设一台电动机，当光纤7有损坏时，将电动机11与损坏光纤7所在传送带的主动轮相连接即可。
34.本实用新型中，光纤7的材料采用塑料光纤，塑料光纤质轻、柔软，更耐振动和弯曲，有着优异的拉伸强度、耐用性和占用空间小的特点。
35.本装置中，可仅在传送带的一半长度表面布设卡扣12，即在布设测温光纤7时，当最后一个卡扣随传送带6运动到主动轮的顶端时，该测温光纤7的底端正好布置到坝底。
36.当沿传送带6布置的测温光纤7发生损坏时或者分布式测温主机4得到的温度值出现明显的异常时，首先确定损坏测温光纤7的位置。然后将电动机11与损坏光纤所在传送带的主动轮8相连接，开启电动机11，传送带6进行逆时针方向的旋转，更换光纤的人员可在坝顶将损坏的光纤从卡扣上拆除并进行收集，收集完成时关闭电动机11。最后，改变电动机11的转动方向，开启电动机11，重新布置新的测温光纤。
37.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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。